ESSENTIEL
Corps pur diphasé
5
268
©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.
• Diagramme (P, v) pour un système liquide/vapeur
Vaporisation dans l’atmosphère
•La pression partielle d’un constituant d’un mélange de gaz est égale à la pression qu’il aurait s’il
occupait seul tout le volume occupé par le mélange, à la même température.
La pression totale d’un mélange de gaz parfaits est égale à la somme des pressions partielles de ses
constituants.
•Un liquide est en équilibre avec sa vapeur si la pression partielle de la vapeur est égale à la pression
de vapeur saturante qui est une fonction croissante de la température.
•Lorsque la température est telle que la pression de vapeur saturante est égale à la pression atmosphérique, le liquide est en ébullition. La température reste alors pratiquement constante jusqu’à disparition du liquide. Si la température est inférieure à la température d’ébullition, le liquide peut s’évaporer
lentement si la pression partielle de la vapeur est inférieure à la pression de vapeur saturante.
Pour s’entraîner : ex. 1 et 6
V
E
L
P s (T)
v (l)
v (E)
v
v (v)
P
[T]
v (l)
v (E)
v
P
Courbe de saturation
Isothermes
Isotherme critique
L, VV
F
L
Conseils et pièges à éviter
• Ne pas extrapoler abusivement les lois concernant le gaz parfait à un système diphasé
liquide/vapeur ! Notamment, une transformation isotherme est également isobare si les deux phases coexistent à l’équilibre.
• La «chaleur latente massique de vaporisation » v est la variation d’enthalpie lors d’une vaporisation dans les conditions d’équilibre à une température donnée, et donc à pression de vapeur
constante. Si la vaporisation s’effectue dans d’autres conditions (à volume constant par exemple),
l’échange thermique massique n’est pas égal à v .
•Ne pas confondre enthalpie et enthalpie massique : la première est une grandeur extensive relative à un système fermé en équilibre et la seconde est une grandeur intensive ; ces deux grandeurs
ne sont pas homogènes entre elles, la première s’exprime en J et la seconde en J. kg –1 . Il en
va de même pour volume et volume massique, entropie et entropie massique, etc.
Théorème des moments :
x (v) =
=
EL
VL
v – v ()
v (v) – v ()
Corps pur diphasé
5
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©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.
• Diagramme (P, v) pour un système liquide/vapeur
Vaporisation dans l’atmosphère
•La pression partielle d’un constituant d’un mélange de gaz est égale à la pression qu’il aurait s’il
occupait seul tout le volume occupé par le mélange, à la même température.
La pression totale d’un mélange de gaz parfaits est égale à la somme des pressions partielles de ses
constituants.
•Un liquide est en équilibre avec sa vapeur si la pression partielle de la vapeur est égale à la pression
de vapeur saturante qui est une fonction croissante de la température.
•Lorsque la température est telle que la pression de vapeur saturante est égale à la pression atmosphérique, le liquide est en ébullition. La température reste alors pratiquement constante jusqu’à disparition du liquide. Si la température est inférieure à la température d’ébullition, le liquide peut s’évaporer
lentement si la pression partielle de la vapeur est inférieure à la pression de vapeur saturante.
Pour s’entraîner : ex. 1 et 6
V
E
L
P s (T)
v (l)
v (E)
v
v (v)
P
[T]
v (l)
v (E)
v
P
Courbe de saturation
Isothermes
Isotherme critique
L, VV
F
L
Conseils et pièges à éviter
• Ne pas extrapoler abusivement les lois concernant le gaz parfait à un système diphasé
liquide/vapeur ! Notamment, une transformation isotherme est également isobare si les deux phases coexistent à l’équilibre.
• La «chaleur latente massique de vaporisation » v est la variation d’enthalpie lors d’une vaporisation dans les conditions d’équilibre à une température donnée, et donc à pression de vapeur
constante. Si la vaporisation s’effectue dans d’autres conditions (à volume constant par exemple),
l’échange thermique massique n’est pas égal à v .
•Ne pas confondre enthalpie et enthalpie massique : la première est une grandeur extensive relative à un système fermé en équilibre et la seconde est une grandeur intensive ; ces deux grandeurs
ne sont pas homogènes entre elles, la première s’exprime en J et la seconde en J. kg –1 . Il en
va de même pour volume et volume massique, entropie et entropie massique, etc.
Théorème des moments :
x (v) =
=
EL
VL
v – v ()
v (v) – v ()