396
Chapitre 10 : Notions de thermodynamique des phenomenes irreversibles
FlG. 10.1— Dispositif montrant un recipient contenant de 1'eau en equilibre avec
sa vapeur dans un gradient de temperature. Ce dernier engendre un gradient de
potentiel chimique de 1'eau induisant un flux chimique J m qui accompagne le flux
de chaleur J n .
a) Segregation thermique (couplage entre flux de chaleur et flux de
matiere) Un cas pratique important est celui de la segregation thermique des melanges de gaz. La presence d'un gradient de temperature
dans une enceinte contenant un tel melange induit la separation de ces
gaz : les gaz lourds se deplacent vers la partie froide du dispositif et les gaz
legers vers la partie chaude. Les consequences peuvent etre importantes.
Ainsi, lorsqu'on prepare des melanges oxydo-reducteurs CO-CO 2 dans un
tube ferme, pour imposer des pressions partielles d'oxygene, les valeurs
mesurees ne sont pas les valeurs prevues. On a schematise, sur la figure 10.2, un tel dispositif, representant une enceinte reactionnelle fermee,
chauffee en son centre par un four a haute temperature. On a observe des
ecarts de pres de 70 % par rapport a la valeur prevue des Po 2 , en raison
de la diffusion preferentielle du dioxyde de carbone, plus lourd, vers les
extremites froides du dispositif. Ce type de comportement est d'autant
plus nefaste que les gaz ont une difference de densite plus elevee, par
exemple les melanges hydrogene-argon.
Ce comportement peut trouver des applications particulierement
importantes. Un dispositif, represente sur la figure 10.3, comprend
une cellule contenant un melange gazeux d'hexafluorures d'uranium
235 et 238, issus du traitement des minerais. Un gradient de temperature cree un flux gazeux qui, associe a un gradient de masse,
Chapitre 10 : Notions de thermodynamique des phenomenes irreversibles
FlG. 10.1— Dispositif montrant un recipient contenant de 1'eau en equilibre avec
sa vapeur dans un gradient de temperature. Ce dernier engendre un gradient de
potentiel chimique de 1'eau induisant un flux chimique J m qui accompagne le flux
de chaleur J n .
a) Segregation thermique (couplage entre flux de chaleur et flux de
matiere) Un cas pratique important est celui de la segregation thermique des melanges de gaz. La presence d'un gradient de temperature
dans une enceinte contenant un tel melange induit la separation de ces
gaz : les gaz lourds se deplacent vers la partie froide du dispositif et les gaz
legers vers la partie chaude. Les consequences peuvent etre importantes.
Ainsi, lorsqu'on prepare des melanges oxydo-reducteurs CO-CO 2 dans un
tube ferme, pour imposer des pressions partielles d'oxygene, les valeurs
mesurees ne sont pas les valeurs prevues. On a schematise, sur la figure 10.2, un tel dispositif, representant une enceinte reactionnelle fermee,
chauffee en son centre par un four a haute temperature. On a observe des
ecarts de pres de 70 % par rapport a la valeur prevue des Po 2 , en raison
de la diffusion preferentielle du dioxyde de carbone, plus lourd, vers les
extremites froides du dispositif. Ce type de comportement est d'autant
plus nefaste que les gaz ont une difference de densite plus elevee, par
exemple les melanges hydrogene-argon.
Ce comportement peut trouver des applications particulierement
importantes. Un dispositif, represente sur la figure 10.3, comprend
une cellule contenant un melange gazeux d'hexafluorures d'uranium
235 et 238, issus du traitement des minerais. Un gradient de temperature cree un flux gazeux qui, associe a un gradient de masse,