5 Corps pur diphasé
ESSENTIEL
LES OBJECTIFS
• Savoir interpréterles diagrammes (P, T) et (P, V)
pour un corps pur.
• Comprendre la notion de pression de vapeur saturante.
• Effectuer des bilans d’énergie et d’entropie sur des systèmes diphasés.
LES PRÉREQUIS
• Notion de fonction d’état.
• Fonctions d’état énergie, enthalpie, entropie.
• Expression du travail pour un fluide.
• Propriétés des gaz parfaits et des phases condensées.
LES OUTILS MATHÉMATIQUES
• Méthodes classiques de calcul.
• Développements limités.
Phases d’un corps pur
• Toute phase homogène d’un corps pur est décrite par la donnée des deux paramètres intensifs
indépendants P et T ,d ont dépendent les grandeurs massiques (ou molaires) correspondantes.
• Certaines grandeurs massiques, ou molaires, d’un même corps pur à une température T et
sous une pression P ,p résentent une discontinuité lors d’un changement de phase : c’est le cas
du volume, de l’enthalpie et de l’entropie massiques.
Corps pur sous deux phases
• À pression fixée, il n’existe qu’une température pour laquelle l’équilibre d’un corps pur sous deux
phases est réalisé. Cette température est indépendante des quantités de corps purs dans chacune des
phases.
• La pression d’équilibre liquide-vapeur d’un corps pur à la température T ,n otée P s (T) ,e st
appelée pression de vapeur saturante. Cette pression est la pression maximale que peut atteindre
la vapeur pour une température donnée ; elle est indépendante des proportions respectives des
deux phases.
• Tout corps pur est caractérisé par l’existence d’un point critique au-delà duquel la distinction
entre phase liquide et phase gazeuse n’est plus possible. Le couple [T c , P s (T c )] est unique et
caractéristique du corps pur étudié. Tout état situé au-delà de ce point critique est appelé état fluide, ou fluide hypercritique, du corps pur considéré.
266
©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.
ESSENTIEL
LES OBJECTIFS
• Savoir interpréterles diagrammes (P, T) et (P, V)
pour un corps pur.
• Comprendre la notion de pression de vapeur saturante.
• Effectuer des bilans d’énergie et d’entropie sur des systèmes diphasés.
LES PRÉREQUIS
• Notion de fonction d’état.
• Fonctions d’état énergie, enthalpie, entropie.
• Expression du travail pour un fluide.
• Propriétés des gaz parfaits et des phases condensées.
LES OUTILS MATHÉMATIQUES
• Méthodes classiques de calcul.
• Développements limités.
Phases d’un corps pur
• Toute phase homogène d’un corps pur est décrite par la donnée des deux paramètres intensifs
indépendants P et T ,d ont dépendent les grandeurs massiques (ou molaires) correspondantes.
• Certaines grandeurs massiques, ou molaires, d’un même corps pur à une température T et
sous une pression P ,p résentent une discontinuité lors d’un changement de phase : c’est le cas
du volume, de l’enthalpie et de l’entropie massiques.
Corps pur sous deux phases
• À pression fixée, il n’existe qu’une température pour laquelle l’équilibre d’un corps pur sous deux
phases est réalisé. Cette température est indépendante des quantités de corps purs dans chacune des
phases.
• La pression d’équilibre liquide-vapeur d’un corps pur à la température T ,n otée P s (T) ,e st
appelée pression de vapeur saturante. Cette pression est la pression maximale que peut atteindre
la vapeur pour une température donnée ; elle est indépendante des proportions respectives des
deux phases.
• Tout corps pur est caractérisé par l’existence d’un point critique au-delà duquel la distinction
entre phase liquide et phase gazeuse n’est plus possible. Le couple [T c , P s (T c )] est unique et
caractéristique du corps pur étudié. Tout état situé au-delà de ce point critique est appelé état fluide, ou fluide hypercritique, du corps pur considéré.
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©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.