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11 • Changements d’état physique de la matière – Diagramme de phases
• Droite du gaz parfait. Selon les données, on peut écrire :
p ϭ nRT/V ϭ (5,5.10 –2 mol ϫ 8,314 JK –1 mol –1 ϫ T) / 2.10 –3 m 3 ou p ϭ 2,3.10 2 T.
Ces deux graphes (cf. figure ci-dessous) se coupent en un point dont les coordonnées sont :
p ϭ 8,4.10 –1 bar
T ϭ 368 K (95 °C).
b) Au refroidissement, le problème se pose de façon analogue : au fur et à mesure que la température diminue, la pression de la vapeur baisse, mais la pression de vapeur saturante diminue
aussi, et il s’agit de prévoir à quelle température ces deux pressions se trouveront égales. Le
retour s’effectue exactement par la même chemin que l’aller, et la condensation de la vapeur
commencera à la température correspondant à l’abscisse de l’intersection des deux graphes :
95 °C .
Exercice 11.10 Relation de Clausius-Clapeyron
La pression de vapeur saturante p d’un liquide et la température T sont liées
par la relation de Clausius-Clapeyron :
où ⌬ vap
est l’enthalpie molaire de vaporisation (supposée indépendante
de la température) et T la température.
Voici quelques questions pour vous entraîner à l’utiliser :
a) Que représente la pression p° ?
b) Quelle est la pression dans le circuit de refroidissement d’un moteur de
voiture, lorsque la température de l’eau y atteint 105 °C ?
c) Si la soupape d’une marmite sous pression est prévue pour s’ouvrir lorsque
la surpression à l’intérieur atteint 0,5 bar, quelle température maximale l’eau
qu’elle contient peut-elle atteindre ?
d) L’ammoniac NH 3’ gazeux dans les conditions normales, est vendu liquéfié
dans des bouteilles en acier. À 20 °C, quelle est la pression dans ces
bouteilles ?
(L’Annexe I contient les données nécessaires).
50
100
0
0,5
1
loi de Clausius-Clapeyron
loi de Gay-Lussac
p/bar
θ/°C
U
ln p p °
⁄
[
]
∆ vap H m
o
R
----------------- -
1
T vap
--------1
T
-- -
–
=
H m
o
11 • Changements d’état physique de la matière – Diagramme de phases
• Droite du gaz parfait. Selon les données, on peut écrire :
p ϭ nRT/V ϭ (5,5.10 –2 mol ϫ 8,314 JK –1 mol –1 ϫ T) / 2.10 –3 m 3 ou p ϭ 2,3.10 2 T.
Ces deux graphes (cf. figure ci-dessous) se coupent en un point dont les coordonnées sont :
p ϭ 8,4.10 –1 bar
T ϭ 368 K (95 °C).
b) Au refroidissement, le problème se pose de façon analogue : au fur et à mesure que la température diminue, la pression de la vapeur baisse, mais la pression de vapeur saturante diminue
aussi, et il s’agit de prévoir à quelle température ces deux pressions se trouveront égales. Le
retour s’effectue exactement par la même chemin que l’aller, et la condensation de la vapeur
commencera à la température correspondant à l’abscisse de l’intersection des deux graphes :
95 °C .
Exercice 11.10 Relation de Clausius-Clapeyron
La pression de vapeur saturante p d’un liquide et la température T sont liées
par la relation de Clausius-Clapeyron :
où ⌬ vap
est l’enthalpie molaire de vaporisation (supposée indépendante
de la température) et T la température.
Voici quelques questions pour vous entraîner à l’utiliser :
a) Que représente la pression p° ?
b) Quelle est la pression dans le circuit de refroidissement d’un moteur de
voiture, lorsque la température de l’eau y atteint 105 °C ?
c) Si la soupape d’une marmite sous pression est prévue pour s’ouvrir lorsque
la surpression à l’intérieur atteint 0,5 bar, quelle température maximale l’eau
qu’elle contient peut-elle atteindre ?
d) L’ammoniac NH 3’ gazeux dans les conditions normales, est vendu liquéfié
dans des bouteilles en acier. À 20 °C, quelle est la pression dans ces
bouteilles ?
(L’Annexe I contient les données nécessaires).
50
100
0
0,5
1
loi de Clausius-Clapeyron
loi de Gay-Lussac
p/bar
θ/°C
U
ln p p °
⁄
[
]
∆ vap H m
o
R
----------------- -
1
T vap
--------1
T
-- -
–
=
H m
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