Chapitre 5
135
Figure 5.15 – Réchauffement à pression constante d’un liquide/vapeur, représenté
sur un diagramme pression-volume.
Diagramme CC-0 Olivier Cleynen
Lorsque l’évolution se fait en système ouvert, nous avons 𝑞 1→2 + 𝑤 1→2 = Δℎ
(3/15). Si l’évolution est réversible, la chaleur et le travail peuvent être
chacun quantifiés :
𝑤 1→2 = ∫
2
1
𝑣 d𝑝
𝑤 1→2 = 0
(5/9)
lors d’une évolution réversible à pression constante, en système ouvert.
𝑞 1→2 = Δℎ − 𝑤 1→2
𝑞 1→2 = Δℎ
(5/10)
lors d’une évolution réversible à pression constante, en système ouvert.
Exemple 5.10
Combien de travail et de chaleur faut-il pour chauffer lentement 2 kg
d’eau liquide saturée à pression constante (3 bar), jusqu’à ce que le
volume atteigne 1 m 3 ?
Nous partons de l’état liquide saturé, à 𝑣 1 = 𝑣 𝐿 et ℎ 1 = ℎ 𝐿 . Nous avons
besoin du volume spécifique et de l’enthalpie finaux pour pouvoir
quantifier 𝑊 1→2 et 𝑄 1→2 . Le volume final sera 𝑣 2 =
𝑉 2
𝑚 = 0,5 m 3 kg
−1 .
On remarque que 𝑣 2 est inférieur à 𝑣 𝑉 à notre température. À
la fin du réchauffement, l’eau sera toujours partiellement liquide et
nous allons devoir calculer son titre.
Mélange liquide-vapeur ? On se dirige vers les abaques n°2 et n°3.
Nous connaissons la pression (0,3 MPa), c’est donc l’abaque n°3 qu’il
nous faut.
Le titre final est 𝑥 2 ≈
𝑣 𝑥
𝑣 𝑉
=
0,5
0,60576 = 0,825 (5/6). On a donc ℎ 2 =
ℎ 𝐿 + 𝑥 2 ℎ 𝐿𝑉 = 561,4 + 0,825 × 2 163,5 = 2 347,2 kJ kg
−1 (5/4).
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen