En termodinámica , una función de salida se define para cualquier propiedad termodinámica como la diferencia entre la propiedad calculada para un gas ideal y la propiedad de la especie tal como existe en el mundo real, para una temperatura T y presión P especificadas . Las funciones de salida comunes incluyen las de entalpía , entropía y energía interna .
Las funciones de salida se utilizan para calcular propiedades extensivas de fluidos reales (es decir, propiedades que se calculan como una diferencia entre dos estados). Una función de salida da la diferencia entre el estado real, a un volumen finito o presión y temperatura distintas de cero, y el estado ideal, generalmente a presión cero o volumen y temperatura infinitos.
Por ejemplo, para evaluar el cambio de entalpía entre dos puntos h ( v 1 , T 1 ) y h ( v 2 , T 2 ), primero calculamos la función de salida de entalpía entre el volumen v 1 y el volumen infinito en T = T 1 , luego sumamos a que la entalpía del gas ideal cambia debido al cambio de temperatura de T 1 a T 2 , luego reste el valor de la función de salida entre v 2 y el volumen infinito.
Las funciones de salida se calculan integrando una función que depende de una ecuación de estado y su derivada.
Expresiones generales
Las expresiones generales para la entalpía H , la entropía S y la energía libre de Gibbs G están dadas por [1]
Funciones de salida para la ecuación de estado de Peng-Robinson
La ecuación de estado de Peng-Robinson relaciona las tres propiedades de estado interdependientes presión P , temperatura T y volumen molar V m . A partir de las propiedades del estado ( P , V m , T ), se puede calcular la función de salida para la entalpía por mol (indicada h ) y la entropía por mol ( s ) [2] :
dónde se define en la ecuación de estado de Peng-Robinson, T r es la temperatura reducida , P r es la presión reducida , Z es el factor de compresibilidad y
Por lo general, uno conoce dos de las tres propiedades del estado ( P , V m , T ) y debe calcular la tercera directamente a partir de la ecuación de estado considerada. Para calcular la propiedad del tercer estado, es necesario conocer tres constantes para la especie en cuestión: la temperatura crítica T c , la presión crítica P c y el factor acéntrico ω . Pero una vez que se conocen estas constantes, es posible evaluar todas las expresiones anteriores y, por lo tanto, determinar las salidas de entalpía y entropía.