Los gases a bajas presiones se comportan como gases
ideales y que obedecen la relación PV= RT. Las propiedades de los gases ideales
son relativamente fáciles de evaluar, pues las propiedades u, h, cv y cp dependen
sólo de la temperatura. A altas presiones, sin embargo, los gases se desvían de
manera considerable del comportamiento de gas ideal y es necesario tomar en
cuenta esta desviación.
La entalpía de un gas real, en general, depende de la
presión y de la temperatura.
Para un proceso isotérmico, dT=0
y el primer término se elimina. Para un proceso a presión constante, dP = 0 y
el segundo término desaparece.
La presión P0 puede elegirse para
que sea muy baja o cero, de manera que el gas se trate como un gas ideal
durante el proceso de P0 constante. Utilizando un superíndice
asterisco (*), para denotar un estado de gas ideal, es posible expresar el
cambio de entalpía de un gas real durante el proceso 1-2 como
La diferencia entre h y h* recibe el nombre de desviación
de entalpía y representa la variación de la entalpía de un gas con la presión a
una temperatura fija. Para calcular la desviación de entalpía es necesario
conocer el comportamiento P-v-T del gas. Si se carece de esa información, se
debe usar la relación PV = ZRT, donde Z es el factor de compresibilidad.
Se puede escribir la desviación de entalpía a cualquier
temperatura T y presión P como
La ecuación anterior se generaliza expresándola en
términos de las coordenadas reducidas, empleando T = Tcr/TR y P = Pcr/PR.
Zh es el factor de desviación
de entalpía. Los valores de Zh se representan en forma gráfica como función de PR
y TR en la figura A-29. Esta última se denomina carta generalizada de
desviación de entalpía, y se utiliza para determinar la desviación de la
entalpía de un gas a unas P y T dadas, a partir de la entalpía de un gas ideal
a la misma T. Al reemplazar h* por hideal, con fines de claridad, la ecuación
12-53 para el cambio de entalpía de un gas durante un proceso 1-2 se reescribe
como
Cambios de energía interna de gases ideales
El cambio en la energía interna de un gas real se
determina relacionándolo como el cambio de entalpía mediante la definición
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