27 Transition de phase (2)
1. EN QUELQUES MOTS…
À partir de l’exemple de l’équilibre liquide-vapeur d’un corps pur, sont développées les
méthodes d’étude des systèmes diphasiques.
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
c Fonctions d’état du système diphasique liquide-gaz
→ Définissons les fonctions d’état massiques, à la température T d’équilibre, pour les deux
phases en présence :
L’entropie massique varie comme le désordre, d’où s L < s V ;
→ Les deux phases sont disjointes et les fonctions d’état U, H, S sont extensives. Par suite, x V
étant la fraction massique en vapeur, les fonctions d’état massiques du corps pur sont données
par :
–é nergie libre massique :
;
–e nthalpie massique :
;
–e ntropie massique :
.
c Chaleur latente massique L V de vaporisation d’un corps pur
→ Définition : c’est le transfert thermique nécessaire pour réaliser, de façon réversible à pression et température constantes, la transition de l’unité de masse du corps pur de la phase
liquide à la phase gazeuse.
→ Conséquences : considérons le système formé de l’unité de masse du corps pur.
Son état initial (I) est : système monophasique liquide à la pression p et à la température T.
Son état initial (F) est : système monophasique gaz à la pression p et à la température T.
La température et la pression du système étant constantes durant la transformation, celle-ci
est isobare et isotherme.
Le système est une masse m d’un corps pur
enfermé dans un récipient muni d’un piston.
a) Équilibre liquide vapeur
Considérons une masse m d’un corps pur
dans un état diphasique à la température T.
Fonctions d’état
Unité
Liquide saturant
Vapeur saturante
Énergie interne massique
J.kg –1
u L
u V
Enthalpie massique
J.kg –1
h L
h V
Entropie massique
J.kg –1 .K –1
s L
s V
liquide
gaz
LV
diphasique
p
psat
C
vL
N
T < C
T
vV
vv
ux ux u
VV
VL
=+ −
(
)
1
hx hx h
VV
VL
=+ −
(
)
1
sx sx s
VV
VL
=+ −
(
)
1
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