Explica los tipos de desviaciones que experimenta un gas real y cómo se relacionan éstas conel valor de z.

Los gases reales no se comportan de la misma manera que los gases ideales, y su comportamiento puede ser descrito en términos de desviaciones. Estas desviaciones son cuantificadas mediante el factor de compresibilidad $z$, que se define como:

$z = \frac{P V_m}{R T}$

donde:

• $P$ es la presión del gas.
• $V_m$ es el volumen molar del gas.
• $R$ es la constante universal de los gases.
• $T$ es la temperatura del gas.

Tipos de desviaciones de gases reales

1. Desviaciones positivas:

   • Ocurren cuando $z > 1$.
   • Esto indica que el gas ocupa un volumen mayor que el previsto por la ley de los gases ideales.
   • Las desviaciones positivas son más comunes en condiciones de baja presión y alta temperatura, donde las fuerzas intermoleculares son insignificantes y las moléculas de gas se comportan de manera más independiente.

2. Desviaciones negativas:

   • Ocurren cuando $z < 1$.
   • Esto implica que el gas ocupa un volumen menor que el predicho por la ley de los gases ideales.
   • Las desviaciones negativas tienden a ocurrir a altas presiones y bajas temperaturas, donde las fuerzas de atracción entre las moléculas del gas son significativas, lo que lleva a una menor separación entre ellas y, por lo tanto, a un menor volumen.

3. Desviaciones cercanas a 1:

   • Ocurren cuando $z \approx 1$.
   • En estas condiciones, el comportamiento del gas se asemeja al de un gas ideal. Generalmente, esto ocurre en condiciones moderadas de presión y temperatura donde los efectos de las fuerzas intermoleculares son mínimas.

Relación de $z$ con el comportamiento de los gases reales

• El factor de compresibilidad $z$ nos ayuda a entender cómo se desvía el comportamiento de un gas real comparado con el ideal.
• Cuando se evalúa $z$ en función de variables como presión y temperatura, se puede prever si un gas se comportará de manera ideal o no, así como las condiciones bajo las cuales estas desviaciones serán más pronunciadas.

Conclusión

El análisis de las desviaciones de los gases reales a través del factor de compresibilidad $z$ es fundamental para entender su comportamiento en diversas condiciones. Al estudiar estas desviaciones, se pueden realizar correcciones en las predicciones hechas por la ley de los gases ideales y, por ende, se pueden realizar aplicaciones prácticas más precisas en la ingeniería y la química.