Pression de vapeur saturante

[invited4daa430]

Bonjours, alors voila, je suis en premiere année de medecine, en periode de revision et actuellement je travaille la thermodynamique.
Seulement voila, dans son cour, le prof' parle de pression de vapeur saturante. Bon je trouve ce que c'est exactement grace a wiki.

Seulement, dans un exercice :
"Un autocuiseur, de volume 10 litres, est rempli à T = 20 °C d'une masse d'eau m, et d'air sous Patm. On le ferme, et on porte T à 120 °C. Quelle est alors sa pression maximale ? La vapeur d'eau sèche se comporte comme un gaz parfait."

On sait que P = Pvs + Patm
Pour trouver Patm on fait : 393/293 = 1.34
Pour Pvs, dans la correction ils disent de faire (120/100)^4
Seulement, est ce qu'il faut faire :
"Temperature final - (Temperature final-initual) a la puissance 4"
ou alors
"Temperature final - 100 le tous a la puissance 4"
Je me pose la question car 100 est apres tous la temperature de vapo en celsius ...

Merci de votre reponse

Cordialement
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[invited4daa430]

Bon, je trouve pas la fonction editer, desoler
Il y a un autre cas que j'ai du mal a cerner, merci d'avance de votre aide

En parlant d'ebulition, voila ce que dis le prof :

"La température d'ébullition est celle pour laquelle la PVS est strictement supérieure à la pression P que supporte le liquide (tous gaz confondus)"

Donc je comprend que dans la formule P = Patm + Pvs, Pvs>P

Puis, legerement plus loin il dit:

On peut chauffer de l'eau en autoclave à plus de 100°C sans la faire bouillir en réglant (soupape)

Donc, la encore, je bug avec ma reflexion juste au dessus

Merci de bien vouloir m'aider dans ce petit passage

Cordialement

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je préfère que mes médecins soient bons en médecine, même s'ils sont nuls en physique.

Vous avez deux situations. Au départ on imagine que l'air est sec et à la pression atmosphérique.
Sa masse reste constante. Puis, quand on chauffe, la pression partielle de vapeur sera celle de l'eau à 120°C.
Est-ce que l'exercice donne la pression de vapeur de l'eau à 120°C? S'ils ne vous la donnent pas cela veut dire que vous êtes supposé de connaitre une relation qui vous la donne. Peut-être Clausius-Clapeyron.
Mais je ne vois pas d'où peut sortir la puissance 4, à moins que ce ne soit un hasard des valeurs numériques, ou une approximation particulière pour l'eau. Mais les 100 et 120 restent incompréhensibles.

Dans ce forum n ne peut pas éditer que dans les 5 minutes qui suivent vos méfaits. C'est idiot, mais c'est comme ça dans ce forum. Cela évite des procès judiciaires, si quelqu'un venait à modifier un de ses post après que la discussion ait commencé. Je suis d'accord, c'est débile.

La définition de température d'ébullition est valable pour un récipient ouvert. Pas pour un récipient fermé avec un autre gaz dedans.

Dans un autoclave (une cocotte minute) la soupape empêche la pression de dépasser une consigne. On peut supposer qu'après un certain temps, l'air enfermé au départ est parti et que la pression interne correspond à la pression de vapeur du liquide à la température de la cocotte.
Donc, la température dépendra du réglage de la soupape. Une pression de consigne plus grande demandera que l'eau soit plus chaude pour atteindre cette pression de vapeur et soulever la soupape.
Au revoir.

[invite2313209787891133]

Bonjour

Mais je ne vois pas d'où peut sortir la puissance 4, à moins que ce ne soit un hasard des valeurs numériques, ou une approximation particulière pour l'eau. Mais les 100 et 120 restent incompréhensibles.

Il s'agit de la relation de Duperray: http://fr.wikipedia.org/wiki/Formule_de_Duperray

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
Merci. Je ne connaissais pas.
Qu'est que peut faire un médecin avec ça?
A+

[invite93279690]

Re.
Merci. Je ne connaissais pas.
Qu'est que peut faire un médecin avec ça?
A+

Salut,

Clairement ça ne lui fera pas comprendre grand chose aux changement de phases. Ca fait juste une formule magique de plus à apprendre pour l'examen voilà tout !

[invited4daa430]

Non il ne donne pas la Pvs a 120°
Je vous ai donner la correction, et le prof ne donne pas la forumule dans le cour mais que dans la correction et donc sa ne m'aide pas trop ^^

L'explication au dessus est hors programme par rapport a ce que je dois savoir et j'arrive pas vraiment a cerner l'explication

Il y a uniquement ce passage dans ce cour que j'arrive pas a cerner du tous ...

Merci de votre aide

[invite2313209787891133]

Il suffit d'appliquer bêtement la relation donnée dans la correction: P = (T/100)^4
avec P en bars absolus et T en °C.

[invited4daa430]

Merci de ta reponse dudulle, la formule n'etais pas claire dans l'exercice

Je comprend toujours pas :

Citation:
"La température d'ébullition est celle pour laquelle la PVS est strictement supérieure à la pression P que supporte le liquide (tous gaz confondus)"

Donc je comprend que dans la formule P = Patm + Pvs, Pvs>P
Mais Pvs ne peut jamais etre superieur a P ...

Puis, legerement plus loin il dit:

Citation:
On peut chauffer de l'eau en autoclave à plus de 100°C sans la faire bouillir en réglant (soupape)
Donc, la encore, je bug avec ma reflexion juste au dessus

Merci de bien vouloir m'aider dans ce petit passage

Cordialement

[invite2313209787891133]

En effet il aurait été plus judicieux de dire que l'ébullition survient quand la PVS devient égale à la pression au dessus du liquide.

On peut augmenter la température d'ébullition en augmentant la pression. En réalité la formulation donnée n'est pas non plus tout a fait correct; on devrait plutôt dire que la pression va augmenter dans l'autoclave dès que l'eau va commencer à entrer en ébullition, jusqu'à provoquer l'ouverture de la soupape.

[invited4daa430]

En effet il aurait été plus judicieux de dire que l'ébullition survient quand la PVS devient égale à la pression au dessus du liquide.

Par consequent, la PVS doit etre superieur a la pression athmospherique (dans ce cas la) et non pas la pression total ?

On peut augmenter la température d'ébullition en augmentant la pression. En réalité la formulation donnée n'est pas non plus tout a fait correct; on devrait plutôt dire que la pression va augmenter dans l'autoclave dès que l'eau va commencer à entrer en ébullition, jusqu'à provoquer l'ouverture de la soupape.

En gros, des que Pvs devient superieur a Pathm ... l'autoclave va augmenter la P athm de sorte a eviter l'ebullition en provoquant l'ouverture de la soupape ?

[invited4daa430]

J'ai decider de faire quelques exercices, et j'ai trouver la reponse a mes questions precedents ... qui maintenant me paraissent un peu debile ^^
Merci de votre aide,

Mais dans un exo, je comprend pas du tous la logique du prof :
Je vous donne l'enoncer

On injecte dans un récipient étanche vide à température ambiante (25 °C ) 0,04 mol de vapeur
d’eau ce qui provoque une pression initiale de 1 atm. Ce récipient est muni d’une soupape
réglée à 5 atm. (Pour la vapeur d’eau, on pourra utiliser la relation des gaz parfaits).
On donne le tableau de puissance suivant :Pas besoin ^^

Et voici les questions :

A. Puisque le système est à pression atmosphérique, il est à l’équilibre
B. Si on attend suffisamment longtemps, une grande partie de la vapeur d’eau va se
condenser
C. Si on chauffe le récipient à 100 °C, après équil ibre, quasiment toute l’eau du récipient
sera sous forme gazeuse
D. Il faut chauffer le récipient à 150 °C pour fai re siffler la soupape
E. Si on chauffe le récipient à 200 °C, on peut co nsidérer que l’eau bout

Et le corriger qui ma absolument pas aider

On rappelle que la PVS (pression de vapeur saturante) est la pression partielle du gaz en
équilibre avec son liquide. A 25 °C, la PVS de l’eau est de l’ordre de 3000 Pa, soit très inférieure
aux 1 atm ~ 105 Pa du début. Pour atteindre l’équilibre (soit la PVS), la quasi totalité de l’eau doit
condenser (seulement 0,001 mol environ restera sous forme gazeuse à 3 000 Pa). En prenant la
formule de Dupperay à cette température (pas adaptée : PVS ~ 400 Pa), c’est encore pire.
Puisque PVS = 1 atm à 100 °C, à cette température la pression de la vapeur d’eau sera de 1 atm
à l’équilibre. Or cela correspond à la pression due à la vapeur d’eau initialement, il faut donc
toute l’eau du récipient pour atteindre cette valeur.
A partir de cette température il n’y a plus d’eau liquide si on continue à chauffer. Le gaz ne
pourra donc plus être en équilibre avec l’eau liquide (il faudrait plus de matière). Il est inutile de
se servir du tableau de l’énoncé. Pour faire siffler la soupape, il faut calculer la température
permettant à 0,04 mol de gaz de produire une pression de 5 atm. La transformation est à
volume constant, on peut donc utiliser la loi de Charles (P/T = cste), soit T = 298 x 5 = 1490 K =
1217 °C. E est faux : il n’y a plus de liquide depu is longtemps (l’eau ne peut donc pas bouillir).

Merci de bien vouloir m'aider a decortiquer la B C D et E car je n'arrive pas a savoir comment me servir de la quantité de matiere ...

MErci beaucoup

cordialement

[invite6dffde4c]

Bonjour.

On ne donne pas la température initiale de la vapeur qui rempli la cocote. J'avais compris en première lecture que c'était 25°C ce qui est impossible physiquement
En lisant la phrase:

Puisque PVS = 1 atm à 100 °C, à cette température la pression de la vapeur d’eau sera de 1 atm
à l’équilibre. Or cela correspond à la pression due à la vapeur d’eau initialement, il faut donc
toute l’eau du récipient pour atteindre cette valeur.

on peut déduire que cette température initiale de la vapeur était de 100°C. On peut calculer le volume de la cocotte avec ça et PV = nRT. Mais il ne sert à rien pour la suite.

B: la température finale est de 25° et la plupart d'eau sera sous forme liquide. Vous pouvez calculer le nombre de moles sous forme de vapeur encore avec PV=n₁RT en prenant P comme la pression de vapeur de l'eau à 25°C.

C: on revient à l'équilibre avec le récipient à la même température initiale de la vapeur (100°).

D: C'est faux pour les mêmes raisons que E. Si on chauffe la vapeur (il n'y a que de la vapeur à 100°C) à 150° la pression ne montera pas à 5 bars mais à (1 bar)(272+ 150)/(272+100).

L'énoncé est incorrect.
Au revoir.

[invite36dac211]

Tiens, j'en profite pour poser une question bete.

Si j'ai bien compris les histoires de pression de vapeur saturante, un corps pur s'arrange toujours pour avoir sur ses bords suffisamment de phase gazeuse.
Est ce que ca marche aussi pour un solide ? Est ce qu'autour d'un barreau de fer, il y a du fer gazeux qui assure une pression de vapeur saturante de fer ?

[invite93279690]

Tiens, j'en profite pour poser une question bete.

Si j'ai bien compris les histoires de pression de vapeur saturante, un corps pur s'arrange toujours pour avoir sur ses bords suffisamment de phase gazeuse.
Est ce que ca marche aussi pour un solide ? Est ce qu'autour d'un barreau de fer, il y a du fer gazeux qui assure une pression de vapeur saturante de fer ?

en principe oui.

[phys4]

Est ce que ca marche aussi pour un solide ? Est ce qu'autour d'un barreau de fer, il y a du fer gazeux qui assure une pression de vapeur saturante de fer ?

Pour le fer la pression de vapeur est très faible comme pour beaucoup de métaux (sauf le mercure).
L'évaporation dans le vide des parois de l'ISS n'est pas trop rapide.
Pour un solide comme la naphtaline c'est plus important ce qui permet d'en sentir l'odeur.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Oui, à la température ambiante la pression de vapeur des métaux est ridiculement faible.
Même celle le mercure, qui a probablement la plus grande, n'est que de 0,26 Pa (400 000 fois plus faible que la pression atmosphérique).
Mais quand la température augmente, al pression augmente et très vite. La principale difficulté pour faire durer les ampoules à incandescence (à filament) est de limiter l'évaporation (sublimation) du filament. Dans une ampoule au tungstène en fin de vie (mais en fonctionnement encore) pour pourrez constater le noircissement de l'ampoule par la déposition du tungstène évaporé du filament.
Au revoir.

[invite2313209787891133]

Tiens, j'en profite pour poser une question bete.

Si j'ai bien compris les histoires de pression de vapeur saturante, un corps pur s'arrange toujours pour avoir sur ses bords suffisamment de phase gazeuse.
Est ce que ca marche aussi pour un solide ? Est ce qu'autour d'un barreau de fer, il y a du fer gazeux qui assure une pression de vapeur saturante de fer ?

En fait un corps pur a une certaine pression de vapeur saturante, dépendante de la température; concrètement la pression à laquelle il bout.
Si on prend l'exemple de l'eau la PVS est de 1b à 100°C, 0.023b à 20°C.

Si on place de l'eau dans une boite et qu'on ferme le couvercle (muni d'un tout petit trou pour que la pression ne monte pas) à 20°C l'air va contenir une certaine quantité de molécules d'air qui correspondront exactement à cette pression de vapeur saturante, c'est à dire que la proportion de molécules d'eau correspondra à une "pression" de 0.023b. Le reste de la pression étant causé par l'air.
Cette notion est appelée "pression partielle": La proportion de molécules d'eau est proportionnelle à la pression partielle de l'eau dans le mélange gazeux.

Si on chauffe cette boite la pression partielle de l'eau va augmenter, celle de l'air va diminuer.
Quand on arrive à 100°C la pression partielle est égale à la pression atmosphérique: La boite ne contient plus que de la vapeur d'eau.