Chapitre 5
127
Cet abaque nous permet de répondre à de nombreuses questions. Quelques
exemples :
Exemple 5.1
À 16 bar et 600 ◦ C, quel volume occupent 2 kg d’eau ?
La pression est de 1,6 MPa. Dans l’abaque n°1, pour cette pression,
à 600 ◦ C, on peut lire son volume spécifique à í µí±£ = 0,24999 m 3 kg
−1 . Le
volume total sera donc de í µí± = í µí± í µí±£ = 0,49998 m 3 , que nous arrondissons
sans hésiter à 0,5 m 3 .
On remarque que la température est supérieure à la température
de saturation (201,37 ◦ C), l’eau sera donc à l’état de vapeur sèche.
Avec un gaz parfait, nous pouvions simplement calculer le résultat (í µí±£ =
í µí± í µí±
í µí± ) ; mais cela ne fonctionne plus pour un liquide/vapeur.
Exemple 5.2
Combien d’énergie cette eau perd-elle lorsqu’elle évolue depuis 600 ◦ C
et 16 bar jusqu’à 20 ◦ C et 6 bar ?
Dans l’abaque n°1, à 1,6 MPa puis 600 ◦ C, on lit í µí±¢ 1 = 3 293,9 kJ kg
−1 .
Pour une pression de 0,6 MPa à 20 ◦ C, on lit í µí±¢ 2 = 83,9 kJ kg
−1 .
On peut donc quantifier la variation d’énergie à Δí µí± = í µí±(í µí±¢ 2 − í µí±¢ 1 ) =
−6 420 kJ (donc une perte par l’eau).
Nous avons pu quantifier Δí µí± mais nous ne pouvons pas savoir
quelles sont les proportions de chaleur (í µí± 1→2 ) et de travail (í µí± 1→2 )
dans cette variation. Moins l’évolution est réversible, plus la part
de travail sera faible. Après le chapitre 8 (l’entropie), nous pourrons
utiliser l’entropie pour quantifier la quantité maximale de travail
qu’il est possible d’obtenir entre 1 et 2.
Exemple 5.3
Une petite turbine fonctionne avec un débit de vapeur de 3 kg s −1 et une
perte de chaleur de 200 kW. À l’entrée la vapeur est à 600 ◦ C et 16 bar ;
à la sortie la vapeur est à 1 bar et 300 ◦ C. Quelle est la puissance développée sous forme de travail ?
À l’entrée (1,6 MPa puis 600 ◦ C), on lit ℎ 1 = 3 693,9 kJ kg
−1 .
À la sortie (0,1 MPa puis 300 ◦ C), on lit ℎ 2 = 3 074,5 kJ kg
−1 .
Maintenant, en régime continu (système ouvert), en négligeant les
variations d’énergie mécanique, nous avons í µí± 1→2 + í µí±¤ 1→2 = Δℎ (3/15).
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
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Cet abaque nous permet de répondre à de nombreuses questions. Quelques
exemples :
Exemple 5.1
À 16 bar et 600 ◦ C, quel volume occupent 2 kg d’eau ?
La pression est de 1,6 MPa. Dans l’abaque n°1, pour cette pression,
à 600 ◦ C, on peut lire son volume spécifique à í µí±£ = 0,24999 m 3 kg
−1 . Le
volume total sera donc de í µí± = í µí± í µí±£ = 0,49998 m 3 , que nous arrondissons
sans hésiter à 0,5 m 3 .
On remarque que la température est supérieure à la température
de saturation (201,37 ◦ C), l’eau sera donc à l’état de vapeur sèche.
Avec un gaz parfait, nous pouvions simplement calculer le résultat (í µí±£ =
í µí± í µí±
í µí± ) ; mais cela ne fonctionne plus pour un liquide/vapeur.
Exemple 5.2
Combien d’énergie cette eau perd-elle lorsqu’elle évolue depuis 600 ◦ C
et 16 bar jusqu’à 20 ◦ C et 6 bar ?
Dans l’abaque n°1, à 1,6 MPa puis 600 ◦ C, on lit í µí±¢ 1 = 3 293,9 kJ kg
−1 .
Pour une pression de 0,6 MPa à 20 ◦ C, on lit í µí±¢ 2 = 83,9 kJ kg
−1 .
On peut donc quantifier la variation d’énergie à Δí µí± = í µí±(í µí±¢ 2 − í µí±¢ 1 ) =
−6 420 kJ (donc une perte par l’eau).
Nous avons pu quantifier Δí µí± mais nous ne pouvons pas savoir
quelles sont les proportions de chaleur (í µí± 1→2 ) et de travail (í µí± 1→2 )
dans cette variation. Moins l’évolution est réversible, plus la part
de travail sera faible. Après le chapitre 8 (l’entropie), nous pourrons
utiliser l’entropie pour quantifier la quantité maximale de travail
qu’il est possible d’obtenir entre 1 et 2.
Exemple 5.3
Une petite turbine fonctionne avec un débit de vapeur de 3 kg s −1 et une
perte de chaleur de 200 kW. À l’entrée la vapeur est à 600 ◦ C et 16 bar ;
à la sortie la vapeur est à 1 bar et 300 ◦ C. Quelle est la puissance développée sous forme de travail ?
À l’entrée (1,6 MPa puis 600 ◦ C), on lit ℎ 1 = 3 693,9 kJ kg
−1 .
À la sortie (0,1 MPa puis 300 ◦ C), on lit ℎ 2 = 3 074,5 kJ kg
−1 .
Maintenant, en régime continu (système ouvert), en négligeant les
variations d’énergie mécanique, nous avons í µí± 1→2 + í µí±¤ 1→2 = Δℎ (3/15).
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen