Variables
Descripción
¿Qué calcula esta fórmula?
El factor de compresibilidad cuantifica la desviación de un gas real respecto al comportamiento de un gas ideal. Un valor de Z=1 indica comportamiento ideal, mientras que valores distintos de 1 reflejan efectos de fuerzas intermoleculares y volumen molecular.
Cuándo se utiliza
Se utiliza al analizar gases a presiones elevadas, temperaturas bajas o condiciones donde la hipótesis de gas ideal deja de ser suficientemente precisa.
Ejemplo
Un gas ocupa 0.050 m³ a una presión de 5.0×10^6 Pa y una temperatura de 350 K. La cantidad de gas es de 80 mol.
Fórmula:
Z = PV/(nRT)
Sustitución:
Z = (5.0×10^6 × 0.050)/(80 × 8.314 × 350)
Z = 250000/232792
Resultado:
Z = 1.07
El gas se comporta casi idealmente, pero presenta una ligera desviación respecto al comportamiento ideal.
Aplicaciones
- Procesamiento de gas natural
- Ingeniería petrolera
- Almacenamiento de gases a alta presión
- Simulación de procesos químicos
- Cálculos con ecuaciones de estado
Nota
Esta ecuación es una definición termodinámica exacta del factor de compresibilidad. Sin embargo, el valor de Z normalmente se obtiene experimentalmente o mediante ecuaciones de estado como Van der Waals, Redlich-Kwong, Soave-Redlich-Kwong o Peng-Robinson. El valor de Z depende de la presión, temperatura y composición del gas.