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thermo vaporisation model



  1. #1
    piou94

    thermo vaporisation model

    bonjour, je m'excuse d'avance si je ne respecte pas certain code mis en place, je n'ai pas lu tous les règlements. (d'avance pardon pour l'orthographe et la conjugaison)

    voici mon problème :

    j'ai un récipient d'eau sous un cloche a vide, je baisse la pression pour faire s'évaporer l'eau (j'aspire l'air, donc pas d'équilibre liquide_vapeur).

    un phénomène apparait, l'eau se met a geler. c'est enfaite la vaporisation qui prend de l'energie (thermique) a l'eau liquide jusqu'a ce que cette dernier atteigne une température pour laquel elle gel a la pression de la cloche
    Je pense donc que cette température et cette pression sont celles du point triple de l'eau (0,006 bar et 0,01°C)

    je souhaite connaitre la masse d'eau vaporisée avant que l'eau ne gel.
    et savoir combien de cycle (depression => gel => compression(pression atmosphérique) => liquéfaction) il me faut pour avoir plus que 10% de mon eau au départ.
    ___________
    | . . .P . . . . . |
    | . . . . . . . . . |
    | . |_______| .|
    | . |eau.......| |
    | . |m(l),C,T.| .|
    ---------------------

    c : la capacité thermique massique de l'eau
    L : l'enthalpie de vaporisation massique de l'eau
    hypothèse : on considère l'enceinte adiabatique
    et la capacité thermique de la vapeur négligeable devant celle du liquide
    la capacité thermique et l'enthalpie de vaporisation massique de l'eau sont indépendant de la température (sur notre intervalle [273-293 °K] )

    voici 2 modèles:

    1er : la masse de liquide variant peu entre 2 cycle
    on a /\H = /\H1 + /\H2 = 0 (car adiabatique)
    dH1 = m(l)*c*d(T)
    /\H1 = m(l)*c*{T(f)-T(i)}
    /\H2 = m(v)*L

    => m(l)*c*{T(f)-T(i)} = -m(v)*L
    m(g)/m(l) = -c*{T(f)-T(i)} / L (or T(f)<T(i) donc T(f)-T(i)<0
    m(g)/m(l) = 0.0346

    m(l+1)=m(l) - m(g)
    m(l+1)=m(l) - 0.0346*m(l) (voir egalité 2 lignes au dessus)
    m(l+1)=m(l)(1-0.0346) (1-0.0346=0.9654)

    (1-0.0346)^n=0,1
    n=-1/(log(1-0.0346))=65,3 =>66 cycle




    2eme modèle : on introduit un d(m(l))
    on a /\H = /\H1 + /\H2 = 0 (car adiabatique) dH = dH1 + dH2 = 0
    dH1 = m(l)*c*d(T)
    dH2 = d(m(v))*L=-d(m(l))*L

    dH = m(l)*c*d(T) - d(m(l))*L = 0
    c*d(T) = d(m(l))*L / m(l)
    c*{T(f)-T(i)} = L*log(m(lf)/m(li))

    si on prend m(li) = m(l) et m(lf) = m(l+1)
    on a :
    m(l+1)/m(l)=Exp(c*{T(f)-T(i)} / L )
    m(l+1)/m(l)=0.966
    m(l+1)=m(l)*0.966

    0.966^n=0.1
    n=-1/(log(0.966))=66.8=> 67

    voila j'aimerai avoir vos avis et savoir si j'ai pas fait de fautes de physiques graves

    merci et bonne journée

    quentin S.

    -----


  2. #2
    piou94

    Re : thermo vaporisation model

    up un simple tout semble correct m'avancerai deja pas mal

    si jamais vous avez des question parce que je me suis mal exprimé n’hésiter pas

  3. #3
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : thermo vaporisation model

    Bonjour

    Ce n'est pas compliqué; chaque gramme d'eau qui s'évapore prélève 2400 joules au reste de l'eau. Quand celle ci atteint 0°C elle commence à geler; à ce moment chaque gramme d'eau évaporé fait geler environ 6g d'eau.
    A noter que si tu considère l'enceinte comme étant adiabatique une fois le volume d'eau entièrement gelé il ne se passe plus rien.

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