Chapitre 5
121
í µí± cr. (K) í µí± cr. (MPa)
Air
–
132
3,8
Chlore
Cl 2
417
7,71
Dioxyde de carbone CO 2
304,2
7,39
Eau
H 20
647,1
22,06
Hélium
He
5,3
0,23
Oxygène
O 2
154,8
5,08
R-134a
CF 3 CH 2 F 374,2
4,059
Xénon
Xe
289,8
5,88
Tableau 5.1 – Température et pression critiques de quelques substances. En pratique, dans l’industrie, l’ingénieur/e fera surtout usage des propriétés de deux corps :
l’eau (dans les moteurs à vapeur) et le réfrigérant R-134a (dans les thermopompes
et réfrigérateurs). Dans ce chapitre, nous n’utiliserons que l’eau, mais les principes
restent identiques pour tous les corps.
Tous les fluides que nous assimilons traditionnellement à des liquides (par
exemple, le mercure) ou des gaz (par exemple, le CO 2 ) peuvent passer d’un
état à l’autre.
5.2.2 Le diagramme température-volume (í µí± -í µí±£)
« La vapeur peut être considérée à
l’instant même de sa formation dans la
chaudière, et encore en contact avec le
liquide dont elle émane, ou bien séparée de ce même liquide ; et selon chacun de ces cas, ses propriétés sont différentes. »
François-Marie Guyonneau
de Pambour, 1839
Théorie de la machine à vapeur [7]
Observons la température et le volume d’une masse d’eau pure que l’on
chauffe continûment, alors qu’elle est placée dans un récipient à pression
constante (figure 5.4). On mesure alors la température de l’eau en fonction
de son volume (figure 5.5).
Figure 5.4 – Réchauffement d’une quantité fixe d’eau à pression constante.
A : liquide comprimé ; B : mélange liquide-vapeur ; C : vapeur saturée ; D : vapeur
sèche.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
Au départ, lorsque l’eau est liquide, la température augmente linéairement
avec le volume, avec un fort gradient. On parle alors de liquide comprimé. 1
Puis, soudainement, alors que le volume continue de croître, la température cesse d’augmenter. Le mélange dans le cylindre est alors diphasique :
une partie est liquide, et l’autre gazeuse. L’ajout de chaleur ne provoque
1 Liquide comprimé ou sous-refroidi.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
121
í µí± cr. (K) í µí± cr. (MPa)
Air
–
132
3,8
Chlore
Cl 2
417
7,71
Dioxyde de carbone CO 2
304,2
7,39
Eau
H 20
647,1
22,06
Hélium
He
5,3
0,23
Oxygène
O 2
154,8
5,08
R-134a
CF 3 CH 2 F 374,2
4,059
Xénon
Xe
289,8
5,88
Tableau 5.1 – Température et pression critiques de quelques substances. En pratique, dans l’industrie, l’ingénieur/e fera surtout usage des propriétés de deux corps :
l’eau (dans les moteurs à vapeur) et le réfrigérant R-134a (dans les thermopompes
et réfrigérateurs). Dans ce chapitre, nous n’utiliserons que l’eau, mais les principes
restent identiques pour tous les corps.
Tous les fluides que nous assimilons traditionnellement à des liquides (par
exemple, le mercure) ou des gaz (par exemple, le CO 2 ) peuvent passer d’un
état à l’autre.
5.2.2 Le diagramme température-volume (í µí± -í µí±£)
« La vapeur peut être considérée à
l’instant même de sa formation dans la
chaudière, et encore en contact avec le
liquide dont elle émane, ou bien séparée de ce même liquide ; et selon chacun de ces cas, ses propriétés sont différentes. »
François-Marie Guyonneau
de Pambour, 1839
Théorie de la machine à vapeur [7]
Observons la température et le volume d’une masse d’eau pure que l’on
chauffe continûment, alors qu’elle est placée dans un récipient à pression
constante (figure 5.4). On mesure alors la température de l’eau en fonction
de son volume (figure 5.5).
Figure 5.4 – Réchauffement d’une quantité fixe d’eau à pression constante.
A : liquide comprimé ; B : mélange liquide-vapeur ; C : vapeur saturée ; D : vapeur
sèche.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
Au départ, lorsque l’eau est liquide, la température augmente linéairement
avec le volume, avec un fort gradient. On parle alors de liquide comprimé. 1
Puis, soudainement, alors que le volume continue de croître, la température cesse d’augmenter. Le mélange dans le cylindre est alors diphasique :
une partie est liquide, et l’autre gazeuse. L’ajout de chaleur ne provoque
1 Liquide comprimé ou sous-refroidi.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen