Biofísica 2 Fluidos 30. Gases ideales

Fluidos 30. En un recipiente de 1 litro, en el que previamente se ha hecho vacío, se tiene agua líquida en equilibrio con su vapor, a 80 °C. Si el número total de moles de la mezcla es 2, ¿cuántos moles de agua líquida y cuántos moles de vapor hay?

Datos: Buscando en tablas se encuentra que, a 80 ºC, un mol de agua ocupa en estado líquido 0,0185 litros, y en estado gaseoso 61,1 litros.

n = n₁ +  n₂

donde

n =  número total de moles = 2 mol

n₁ = número de moles de agua liquida

n₂ = número de moles de vapor de agua

V = V₁ + V₂

donde

V = volumen total = 1 litro

V₁ = volumen de agua liquida

V₂ = volumen de vapor de agua

Además

V₁ / n₁ = 0,0185 ltr / mol

V₂ / n₂ = 61,1 ltr / mol

Despejando V1 y V2 de las dos ecuaciones y reemplazando en V

V₁ =  n₁ * 0,0185 ltr / mol

V₂  =  n₂ * 61,1 ltr / mol

V = n₁ * 0,0185 ltr / mol +  n₂ * 61,1 ltr / mol = 1 ltr

Junto con la primera ecuación

n = n₁ +  n₂  = 2 mol

despejando y reemplazando

n₁  = (1 lt  - 2 mol * 61,1 ltr / mol) / (0,0185 ltr / mol  -  61,1 ltr / mol) = 1,9842 mol de agua liquida

n₂  = n - n₁ = 2 mol - 1,9842 mol  = 0,0158 mol de vapor de agua