Factor de compresibilidad del gas
Mida cuánto se aparta un gas real del comportamiento ideal: a 101325 Pa, 273,15 K y 0,022414 m³/mol, Z sale prácticamente igual a 1. También verá los dos productos que se comparan: presión por volumen y R por temperatura. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Presión
- 101 325
- Volumen molar
- 0,022414
- Creatividad
- 273,15
- Constante de los gases
- 8,314462618
- Z
- 1,0000013588
- Factor de compresibilidad
- 1,0000013588
- Producto pvm
- 2 271,09855
El factor de compresibilidad Z mide cuánto se aleja un gas real del comportamiento ideal en un estado dado. Por definición Z es el producto de la presión absoluta y el volumen molar dividido por el producto de la constante de los gases y la temperatura absoluta: Z es P por Vm sobre R por T. Para un gas ideal perfecto a la misma presión y temperatura, Z vale exactamente uno; valores menores que uno suelen indicar fuerzas atractivas y reducción de volumen, mientras que valores mayores que uno aparecen a menudo a alta presión donde dominan los núcleos repulsivos. Esta calculadora acepta presión absoluta, volumen molar y temperatura absoluta —más una constante de los gases opcional que por defecto es el valor SI 8.314462618 julios por mol por kelvin— y devuelve Z junto con los productos intermedios P·Vm y R·T para que pueda comprobar el álgebra intermedia en hojas de deberes y cuadernos de laboratorio. Se rechaza la temperatura no positiva porque el cero absoluto y por debajo hacen la definición indefinida o no física.
Cómo se define el factor de compresibilidad Z
Parta de la ecuación de estado de gas real escrita como P Vm igual a Z R T, donde P es la presión absoluta, Vm es el volumen molar del fluido puro o de la mezcla, R es la constante universal de los gases, T es la temperatura absoluta en kelvin y Z es el factor de compresibilidad adimensional. Al reordenar se obtiene de inmediato la definición de trabajo Z igual a P por Vm dividido por R por T.
Cuando Z vale uno el fluido obedece la ley de los gases ideales en ese estado; cuando Z es menor que uno el volumen molar es menor que la predicción ideal, y cuando Z es mayor que uno el volumen molar es mayor. En unidades SI suele enviar P en pascales, Vm en metros cúbicos por mol, T en kelvin y dejar R en el valor por defecto 8.314462618 julios por mol por kelvin, lo que produce un número puro para Z.
La herramienta no convierte Celsius ni Fahrenheit a kelvin, no resuelve ecuaciones de estado cúbicas para un volumen molar desconocido, no consulta cartas de compresibilidad generalizada a partir de presión y temperatura reducidas, y no estima reglas de mezcla más allá del único Vm efectivo que usted ya midió o calculó.
Dónde aparecen los cálculos del factor de compresibilidad en el trabajo real
Los cursos de química de secundaria y universidad introducen Z al comparar volúmenes molares medidos de gases reales con la predicción del gas ideal a la misma presión y temperatura, a menudo para dióxido de carbono cerca de la condensación o para gases ligeros a presión elevada. Los cursos universitarios de termodinámica e ingeniería de procesos usan Z para corregir caudales volumétricos, inventarios de tanques y cálculos de orificio antes de pasar a ecuaciones de estado completas o cartas de estados correspondientes.
La medición de gas natural, el dimensionado de compresores y los modelos de tuberías citan con rutina Z a la presión y temperatura de operación para que los balances de masa y energía se mantengan coherentes.
Si más adelante necesita densidad de gas ideal a partir de presión y masa molar, volumen molar ideal a partir de RT sobre P, relaciones de Boyle o Charles sin Z, o conversión a kelvin desde Celsius, trátelos como intenciones de búsqueda y aterrizajes distintos en lugar de sobrecargar esta página de calculadora del factor de compresibilidad del gas.
Qué puede hacer con ella
Claves de respuesta de deberes y laboratorio
Calcule Z = PVm/RT para estados de gas real del libro de texto de modo que docentes y autoevaluadores compartan una sola verdad de referencia, incluido el rechazo de temperatura no positiva.
Comprobaciones de proceso y medición
Estime el factor de compresibilidad a partir de presión absoluta, volumen molar y temperatura medidos antes de corregir el caudal volumétrico o el inventario del tanque.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el factor de compresibilidad Z?
Z = P·Vm/(R·T) es la razón adimensional que compara un gas real con la ley de los gases ideales en el mismo estado.
¿Qué ocurre si la temperatura es cero o negativa?
La temperatura absoluta debe ser estrictamente positiva; una T no positiva hace Z = PVm/(RT) indefinido o no físico.
¿Resuelve una ecuación de estado para el volumen molar?
No. Usted suministra presión, volumen molar y temperatura; la calculadora devuelve Z. Resolver modelos EOS cúbicos para Vm es una intención aparte.
¿Cuánto cuesta?
La herramienta del navegador es gratuita y se ejecuta en local.
¿Puedo trabajar en atmósferas y litros por mol?
Sí. Indique la constante de los gases como 0,08205746 L·atm/(mol·K) y mantenga la presión en atmósferas, el volumen molar en litros por mol y la temperatura en kelvin. Sin ese cambio, la constante por defecto espera pascales y metros cúbicos por mol.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/compressibility-factor \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"pressure":101325,"molar_volume":0.022414,"temperature":273.15}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/compressibility-factor", {
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headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
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"molar_volume": 0.022414,
"temperature": 273.15
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});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
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headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
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"molar_volume": 0.022414,
"temperature": 273.15
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task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/compressibility-factor", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"pressure":101325,"molar_volume":0.022414,"temperature":273.15}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"pressure":101325,"molar_volume":0.022414,"temperature":273.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/compressibility-factor", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"pressure": 101325,
"molar_volume": 0.022414,
"temperature": 273.15
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.compressibility_factor",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Cómo se define el factor de compresibilidad Z
Las hojas de química e ingeniería de procesos a menudo usan atmósferas y litros por mol con R igual a 0.08205746 litro atmósferas por mol por kelvin; esta calculadora acepta un gas_constant explícito para que esos sistemas coherentes funcionen sin conversión oculta de unidades. La temperatura absoluta debe ser estrictamente positiva: T menor o igual que cero se rechaza con invalid_input en lugar de devolver Infinity o un factor no físico sin sentido.
Qué envía y qué recibe a cambio
Comprobaciones clásicas de libro incluyen un estado de gas ideal que recupera Z cerca de uno, un gas real ligeramente comprimido con Z menor que uno, y R explícito al trabajar en unidades litro-atmósfera. Envíe números finitos bajo los campos pressure, molar_volume y temperature. pressure es la presión absoluta en cualquier unidad coherente con su elección de R; debe ser positiva. molar_volume es el volumen molar del gas en el estado de interés y debe ser positivo: cerca de la temperatura y presión estándar un gas ideal es aproximadamente 0.022414 metros cúbicos por mol o 22.4 litros por mol. temperature es la temperatura absoluta en kelvin y debe ser mayor que cero; valores nulos o negativos fallan con un mensaje que nombra la regla de temperatura no positiva. gas_constant es opcional: cuando se omite el motor usa 8.314462618 y fija gas_constant_defaulted en true; cuando se proporciona debe ser un número finito positivo y gas_constant_defaulted es false. Campos ausentes, cadenas no numéricas, NaN e Infinity fallan con invalid_input y no se cobran. En caso de éxito la respuesta repite pressure, molar_volume, temperature y gas_constant limpios, informa Z y el alias compressibility_factor como P·Vm/(R·T), incluye product_pvm y product_rt para comprobaciones intermedias, informa deviation_from_ideal como Z menos uno e ideal_like cuando la desviación absoluta está por debajo de una parte en un millón, indica la convención de unidades SI, e incluye la cadena de fórmula y el method compressibility_factor. El precio de las llamadas exitosas a la API es la base publicada de $0.002 por ítem; los fallos de validación no consumen saldo prepago.
Dónde aparecen los cálculos del factor de compresibilidad en el trabajo real
Como esta capacidad es un motor de parse puro, el precio de la API es la base publicada de $0.002 por ítem exitoso y la validación fallida no consume saldo.
Casos de integración
Widgets curriculares y fixtures de API
Impulse demostraciones en el navegador y pruebas golden de CI desde el mismo solucionador isomorfo para que las herramientas de aula nunca discrepen con la calificación del backend.
Preguntas técnicas
¿Qué unidades debo usar?
Cualquier conjunto coherente funciona. El valor SI por defecto es P en Pa, Vm en m³/mol, T en K y R = 8.314462618 J/(mol·K). Para unidades L·atm pase gas_constant = 0.08205746 con presión y volumen molar concordantes.