oe
M. Smith,
profesor emérito de ingeniería. química en la University of California,
Davis,
recibió su grado de licenciatura en Química
Aplicada
en el
California
Instituteof Technology, y su grado de Doctor en Ciencias -con
especialidad
en ingeniería.química y subespecialidades en matemáticas y química- en el MassachusettsInstitute of Technology. El profesor Smith tiene cientos de artículos publicados
cn
revistas técnicas
.y
también es autor de un libro
muy
exitoso sobre cinética. en inge-niería química que actualmente se encuentra en su tercera edición. Entre sus mu-chos premios, Smith ha recibido el Warren K. Lewis
Award
por sus valiosas contri-buciones
a
la educación en ingeniería química, así como el Richard H.
Wilhem
Award por el avance de las fronteras de la ingeniería de reacciones químicas, conénfasis en la originalidad, creatividad
.y
novedad del concepto
,y
la aplicación.
Hendrick C. Van Ness
es profesor emérito en el Rensselaer
Polytechnic
Institute.Recibió su doctorado en ingeniería química de la Yale University. Siendo original-mente profesor en
Purdue,
el Dr. Van Ness se encuentra en Rensselaer desde 1956y ha recibido el Warren K. Lewis Award de la AIChE por sus contribuciones im-portantes
a
la educación en ingeniería química. También es autor de muchos librosy artículos técnicos en el campo de la. termodinámica.
Michael
M. Abbott
ha pasado toda su vida
académia
en el Rensselaer PolytechnicInstitute, donde recibió su
grado
de licenciatura. en ingeniería. química en 1961. y elgrado de Doctor en Ciencias en 1965. Después de varios
años
con Exxon Researchand Engineering, en 1969 el Dr. Abbott regresó
a.

Rensselaer
donde
actualmente
es profesor de ingeniería química. El Dr. Abbott es
autor
y coautor de muchoslibros y
artículos
técnicos sobre ingeniería, termodinámica. Van Ness y Abbott han escrito de manera conjunta la sección de termodinámi-
ca.
del
Perry's
Chemical

Engineer's
Handbook
y el
Schaum's

Outline
of
Thermo-
dynamics.

vi
CONTENIDO
4
Efectos caloríficos.........................................................................
4.1
Efectos del calor sensible.............................................................4.2Energía interna de los gases ideales: punto de vista microscópico....
4.3
Calores latentes de sustancias puras...........................................4.4Calor estándar de reacción..........................................................4.5Calor estándar de formación.......................................................4.6Calor estándar de combustión.....................................................4.7Dependencia de
AiT
con respecto
A
la temperatura.....................4.8Efectos caloríficos de las reacciones industriales.........................
5Segunda ley de la termodinámica
....................................................171
5.1
Enunciados de la segunda ley......................................................
172
5.2Máquinas térmicas......................................................................
1.73
5.3
Escalas de temperatura termodinámica......................................
177
5.4Temperatura termodinámica y la escala de gas ideal...................178
5.5
Entropía.....................................................................................1815.6Cambios de entropía de un gas ideal............................................185
5.7
Enunciado matemático de la segunda ley....................................1895.8Tercera ley de la termodinámica..................................................195
5.9
Entropía desde el punto de vista microscópico.............................
195
132
133141
144
146
148
151
152
155
6Propiedades termodinámicas de los fluidos
......................................203
6.1
Relaciones entre propiedades para fases homogéneas..................204
6.2
Propiedades residuales................................................................
2 166.3
Sistemas de dos fases..................................................................2226.4Diagramas termodinámicos.........................................................2266.5Tablas de propiedades termodinámicas.......................................2296.6Correlaciones generalizadas de propiedades para gases...............
23 17
Termodinámica de procesos de flujo
................................................249
7.1
Ecuaciones de balance.................................................................250
7.2
Flujo en conductos de fluidos compresibles.................................2697.3Turbinas (expansores).................................................................2827.4Procesos de compresión...............................................................289
8
Producción de energía a partir de calor...........................................305
8.1La planta de energía de vapor.....................................................306
8.2
Motores de combustión interna...................................................
3 198.3
El motor de Otto.........................................................................3208.4El motor Diesel...........................................................................3238.5La planta de energía de turbina de gas........................................325
8.6
Motores
a
chorro; motores de cohete...........................................330
9
Refrigeración y licuefacción
...........................................................
33 6
9.1
El refrigerador de
Carnot
............................................................3379.2Ciclo de compresión de vapor......................................................339


Contenido
vii9.3
Comparación de ciclos de refrigeración........................................3409.4Selección del refrigerante............................................................345
9.5
Refrigeración por absorción........................................................3479.6Bomba de calor...........................................................................
350
9.7
Procesos de licuefacción..............................................................
35 1
10
Termodinámica
de soluciones: teoría
...............................................
10.1Relación de propiedades fundamentales......................................10.2Potencial químico como criterio para el equilibrio de fases..........10.3Propiedades parciales..................................................................10.4Mezclas de gases ideales..............................................................10.5
Fugacidad
y coeficiente de fugacidad para una especie pura........10.6
F’ugacidad
y coeficiente de fugacidad para especies en solución...10.7Correlaciones generalizadas para el coeficiente de fugacidad.......10.8La solución ideal.........................................................................10.9Propiedades en exceso.................................................................10.10 Enlace de hidrógeno y complejación por transferenciade carga......................................................................................10.11 Comportamiento de las propiedades en excesode mezclas líquidas......................................................................
359
360361363376380386
391398
400404407
ll
Termodinámica de soluciones: aplicaciones
......................................
419
11.1Propiedades de fase líquida a partir de datos EVL......................419
ll

.2
Modelos para la energía de Gibbs en exceso.................................44011.3Cambios de propiedades en el mezclado.......................................44511.4Efectos caloríficos en los procesos de mezclado...........................453
ll

.5
Bases moleculares para el comportamiento de mezclas................468
12
EVL
a presiones bajas y moderadas
................................................
482
12.1Naturaleza del equilibrio.............................................................
482
12.2Regla de las fases. Teorema de Duhem........................................
483
12.3EVL: comportamiento cualitativo...............................................
484
12.4Formulación
gama/fi
de
EVL
......................................................
494
12.5Cálculos de punto de rocío y de punto de burbuja........................
498
12.6Cálculos de evaporación instantánea...........................................
520
12.7Sistemas soluto( l)/disolvente( 2).................................................
526
13
Propiedades termodinámicas y EVL a partir de las ecuacionesde estado
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
536
13.1Propiedades de los fluidos a partir de las ecuacionesviriales de estado .
. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
537
13.2Propiedades de los fluidos a partir de las ecuacionescúbicas de estado
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..~................................
542
13.3
Propiedades de los fluidos a partir de las correlacionesdel tipo Pitzer
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
543
13.4EVL
a partir de ecuaciones cúbicas de estado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
547


Vlll
CONTENIDO
14
Tomas en equilibrio de fases
.........................................................
14.1Equilibrio y estabilidad...............................................................14.2Equilibrio
líquido/líquido
(ELL).................................................14.3Equilibrio vapor/líquido/líquido (EVLL).....................................14.4Equilibrio sólido/líquido (ESL)...................................................14.5Equilibrio sólido/vapor (ESV).....................................................14.6Adsorción en equilibrio de gases en sólidos..................................14.7
EVL
mediante simulación molecular...........................................
15
Equilibrio en las reacciones químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.1Coordenada de reacción
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.2Aplicación de los criterios de equilibrio a las reacciones químicas . . . .15.3Cambio de la energía estándar de Gibbs y la constantede equilibrio
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.4Efecto de la temperatura sobre la constante de equilibrio . . . . . . . . . . .15.5
Evaluación de las constantes de equilibrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.6Relación de las constantes de equilibrio con la composición . . . . . . . . .15.7
Conversiones de equilibrio para reacciones individuales . . . . . . . . . . . . . .
15.8Regla de las fases y teorema de Duhem para los sistemas reactivos .15.9
Equilibrio en reacciones múltiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
Análisis termodinámico de procesos
..............................................
70016.1Cálculo del trabajo ideal..............................................................70016.2Trabajo perdido...........................................................................70516.3Análisis termodinámico de procesos de flujo en estado uniforme.....708
A
Factores de conversión y valores de la constante de los gases . . . . . . . .
723
B
Propiedades de las especies puras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
725
C
Capacidades caloríficas
y
cambios de propiedades de formación . . . .
728
D
Programas de computadora representativos
.................................
D. 1
Funciones definidas.....................................................................D.2Resolución de problemas: ejemplo con
MathCad@’
.......................
E
Tablas de correlación generalizada de
Lee/Kesler
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
741F
Tablas de vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
G
Método UNIF’AC
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
HMétodo de
Newton
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
573573581590601607613633
639
640645647650654656
661
676680733733736
759
832840
Índices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
845

ste excelente libro incluye un tratamiento elemental de los conceptosmoleculares y su significación para las
propiedades
termodinámicas. Otras mejo-ras de la quinta edición incluyen una revisión del
capítulo

"Procesos
de flujo”-para hacer el material más coherente y consistente con el estudio moderno de lamecánica de fluidos- así como un reordenamiento y consolidación extensos dematerial sobre el equilibrio vapor/líquido. También
hay
un nuevo capítulo, “Temasen equilibrio de fases”, que comprende material sobre equilibrios sóIido/líquido,sólido/vapor y de adsorción. Adicionalmente, se ha añadido
material
para propor-cionar un estudio más completo de las ecuaciones de estado y su
aplicación

a.1
equilibrio vapor/líquido.La quinta edición de
lntroducci6n a la termodanámica
en
ingeniería
quími-
ca,
facilita el aprendizaje de la materia, e incluye más de 115 ejemplos resueltos,así como ocho apéndices útiles. Este texto clásico está escrito no sólo para estu-diantes, sino también para ingenieros
en
el desempeño de su profesión.