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Chapitre 5
Figure 5.5 – Vocabulaire : état de l’eau pendant une évolution à pression constante.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
aucune augmentation de température (contrairement à un gaz parfait), mais
seulement la transformation de liquide en vapeur : c’est l’ébullition.
Dans cet état, la substance est appelée mélange liquide-vapeur 1 .
Enfin, lorsque la dernière goutte de liquide a été transformée en vapeur, la
température reprend son augmentation au fur et à mesure que l’on apporte
de la chaleur. Le fluide est alors dans un état dit de vapeur sèche 2 .
« L’eau ne pouvant se vaporiser
sous une haute pression qu’en vertu
d’une température plus élevée, on a
lieu de penser que, toutes circonstances
égales d’ailleurs, la machine doit être
capable de vaporiser moins d’eau sous
une pression plus considérable. »
François-Marie Guyonneau
de Pambour, 1835
Traité théorique et pratique des
machines locomotives [6]
L’expérience peut être renouvelée à des pressions différentes (figure 5.6).
Lorsque la pression que l’on impose augmente, on observe deux faits importants :
• La température de changement de phase augmente ;
• La plage de volume parcourue pendant le changement de phase diminue.
Au-dessus d’une certaine pression nommée pression critique í µí± cr. , le changement de phase se fait de façon indistincte et il n’y a plus de plage de
température constante. Le liquide devient vapeur sans bouillir !
Au final, on peut relier entre eux tous les points de changement de phase,
à toutes les pressions différentes : on obtient une courbe nommée courbe
de saturation. 3 Toutes ces informations peuvent être regroupées sur un
diagramme température-volume (í µí± -í µí±£) représenté en figure 5.7, qui décrit
bien les propriétés des mélanges liquide-vapeur. L’étudiant/e est encouragé/e
à s’entraîner à le reproduire.
1 Rigoureusement, le mélange est nommé mélange liquide-vapeur saturé, puisqu’il est composé de liquide saturé (parfois dit saturant) et de vapeur saturée
(parfois dite saturante). En anglais : wet vapour.
2 Vapeur sèche ou surchauffée.
3 La courbe de saturation est parfois divisée arbitrairement en deux parties
nommées courbe de rosée à droite et courbe d’ébullition à gauche.
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen
Chapitre 5
Figure 5.5 – Vocabulaire : état de l’eau pendant une évolution à pression constante.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
aucune augmentation de température (contrairement à un gaz parfait), mais
seulement la transformation de liquide en vapeur : c’est l’ébullition.
Dans cet état, la substance est appelée mélange liquide-vapeur 1 .
Enfin, lorsque la dernière goutte de liquide a été transformée en vapeur, la
température reprend son augmentation au fur et à mesure que l’on apporte
de la chaleur. Le fluide est alors dans un état dit de vapeur sèche 2 .
« L’eau ne pouvant se vaporiser
sous une haute pression qu’en vertu
d’une température plus élevée, on a
lieu de penser que, toutes circonstances
égales d’ailleurs, la machine doit être
capable de vaporiser moins d’eau sous
une pression plus considérable. »
François-Marie Guyonneau
de Pambour, 1835
Traité théorique et pratique des
machines locomotives [6]
L’expérience peut être renouvelée à des pressions différentes (figure 5.6).
Lorsque la pression que l’on impose augmente, on observe deux faits importants :
• La température de changement de phase augmente ;
• La plage de volume parcourue pendant le changement de phase diminue.
Au-dessus d’une certaine pression nommée pression critique í µí± cr. , le changement de phase se fait de façon indistincte et il n’y a plus de plage de
température constante. Le liquide devient vapeur sans bouillir !
Au final, on peut relier entre eux tous les points de changement de phase,
à toutes les pressions différentes : on obtient une courbe nommée courbe
de saturation. 3 Toutes ces informations peuvent être regroupées sur un
diagramme température-volume (í µí± -í µí±£) représenté en figure 5.7, qui décrit
bien les propriétés des mélanges liquide-vapeur. L’étudiant/e est encouragé/e
à s’entraîner à le reproduire.
1 Rigoureusement, le mélange est nommé mélange liquide-vapeur saturé, puisqu’il est composé de liquide saturé (parfois dit saturant) et de vapeur saturée
(parfois dite saturante). En anglais : wet vapour.
2 Vapeur sèche ou surchauffée.
3 La courbe de saturation est parfois divisée arbitrairement en deux parties
nommées courbe de rosée à droite et courbe d’ébullition à gauche.
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen