viscocidad y traspoerte, Apuntes de Cinética Química y Catálisis

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TEMA 2.

PROPIEDADES

DE TRANSPORTE

2.2 Propiedades de Transporte

▸Los procesos de transporte (momento, calor y masa) involucran una propiedad del

sistema (viscosidad, conductividad térmica y difusividad); las cuales son llamadas

coeficientes.

▸Como propiedades del sistema, los coeficientes de transporte son función de la

temperatura y presión.

▸Las expresiones para el comportamiento de estas propiedades en gases a baja

densidad se pueden derivar utilizando dos aproximaciones:

1. La Teoría Cinética de los Gases
2. Uso de las interacciones moleculares (Teoría de Chapman-Enskog)

Influencia de la presión y la temperatura sobre la

viscosidad.

• Existen numerosos datos de viscosidad de gases y líquidos puros

reseñados en la bibliografía.

• Estimación por métodos empíricos.

▸PRINCIPIO DE LOS ESTADOS CORRESPONDIENTES:

▸Aplicando el principio de los estados correspondientes, O. A. Uyehara y

K. M. Watson muestran en la fig. 1.5-1, (de Bird, 2015) la dependencia de

la viscosidad reducida (

r

c

) en función de la temperatura reducida

(T

r

= T/T

c

) y presión reducidas (P

r

= P/P

c

• La viscosidad de un gas tiende hacia un

valor límite definido (el Imite de baja

densidad en la Fig 1.5-1 cuando la presión

tiende hacia cero a una determinada

temperatura.

• La viscosidad de un gas a baja densidad

aumenta al aumentar T.

• La viscosidad de un líquido a baja densidad

disminuye al aumentar T.

*Revisar el gràfico 1. 5 - 1 en el libro de

Bird ( 2015 ) pàg. 30 Chapter 1.

Ejemplo 1.3-1. Estimación de la viscosidad a partir de las

propiedades criticas:

▸Estimar la viscosidad del N

a 50°C y

854 atm.

Ejemplo 1.3- 2. Efecto de la presión sobre la viscosidad de

los gases

▸La viscosidad del CO, a 45.3 atm

y 40.3 ºC es 1800 x 10

• 7

poise.

Estimar el valor de la viscosidad a

214.6 atm y 40.3 ºC utilizando la

Fig. 1.3- 2.

▸Compare con el valor

experimental de 5800 x 10

• 7

g/cm s

Teoría de la viscosidad de los gases a baja densidad

Teoría de la viscosidad de los gases a baja densidad

Ver deducción

Teoría de Chapman-Enskog

Para un gas monoatómico puro:

Ejemplo 1.41. Cálculo de la viscosidad de un gas a baja

densidad

Calcular la viscosidad del CO, a 1 atm y

200, 300, y 800 K.

Ejercicio.

▸La viscosidad del isobutano a 23°C y presión

atmosférica es 7.6x

• 6

Pas. Compare este valor

con el calculado por la teoría de Chapman-

Enskog

▸Otras correlaciones para viscosidades de

gases: