Récipient étanche d'eau rempli d'eau et d'air qu'on chauffe...

[rayd57]

J'ai besoin de votre aide afin de vérifier si mes prémisses sont exactes.
Je n'ai pas beaucoup de connaissances en la matière.

J'ai un réservoir étanche et rigide de 10 litres que je souhaite remplir d'eau et chauffer à une température de 90°C maximum.
Sachant que le volume de l'eau augmente selon sa température et que l'eau est incompressible, si l'eau occupe tout l'espace à l'intérieur du contenant, le réservoir devrait donc se fissurer.
Afin d'éviter ce problême, je rempli le réservoir à 90% avec de l'eau, le reste étant occuper par de l'air.
Le remplissage du réservoir s'effectue à 20 degrés celcius.

Maintenant, si je chauffe l'eau à l'intérieur du réservoir, l'eau va expansé dans le réservoir suite à l'augmentation de température.
L'air dans le contenant va se compresser, pour permettre à l'eau de s'expansionner, et occupera ainsi un volume moindre à l'intérieur du réservoir.
L'air va aussi de venir plus chaud, ce qui augmentera la pression à l'intérieur du réservoir.

On augmente la température de 20°C à 90°C.
Selon moi, à 90°C, l'eau devrait occuper environ 9,5 litres dans le contenant et l'air environ 0,5 litres.
La pression devrait être d'environ 25 psi à l'intérieur du réservoir, donc aucun risque de bris.
À cette température, 90°C, le point d'ébullition à l'intérieur du contenant est au dessus de 100°C car sous pression, possiblement 105°C.

Merci de me répondre, si possible en m'indiquant les formules à utiliser…
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[invite07941352]

BONJOUR et bienvenue,
C'est bien vu de débarquer ici en disant "bonjour" , après avoir lu : http://forums.futura-sciences.com/ph...ces-forum.html
Donc, c'est vous qui mettez vos calculs et les formules utilisées et c'est nous qui aidons et corrigeons .

[Bluedeep]

Merci de me répondre, si possible en m'indiquant les formules à utiliser…

Pour les formules, c'est assez simple, mais le problème c'est qu'il n'y a pas de question .....
Et accessoirement, les PSI ici on connait pas trop : plutôt Bar et Pascal.

[rayd57]

Bonjour,

En fait, la question est de savoir si mes prémisses sont exactes.
Je ne pense pas qu'il manque des données.

Selon ce que j'ai trouvé sur le net, j'en déduit ce qui suit ci-dessous:
1) La relation reliant la pression et la température dans un volume fermé est V = Vair + Veau.
2) La pression exercé par l'eau se traduit directement sur l'air en le comprimant.
3) Comme le volume d'air est deux fois plus petit qu'à l'origine, on obtient une pression relative de 2 bars.
(Je m'excuse d'avoir mêler les bars et les psi.)
4) Je ne tient pas compte de la température pour l'air car ça semble négligable.
5) L'expansion de l'eau est déterminée selon une courbe et non selon une formule.
6) De mémoire, à 90C, l'eau occupera un volume d'environ 5% plus grand qu'à 20C.
7) Lorsque l''eau est sous pression, le point d'ébullition tend à augmenter, donc l'eau bouillera au dela de 100C car 2 bars de pression dans le récipient.
8) Le récipient ne devrait pas contenir de vapeur, seulement air-eau.

Je souhaite une pression maximale de 2 bars dans le récipient.
Est-ce que j'obtiens en placant 9 litres d'eaux dans mon récipient.
Selon moi, les énoncés 1 à 8 sont exacts, pour mon cas, qu'en pensé vous ?
Y a t-il des risques pour le récipient en acier explose ou se fissure ?

Merci pour tout

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite07941352]

Re,

Plutôt que de jouer à ce petit jeu de questions - réponses , je vous propose de mettre l'énoncé complet et non interprété de votre exercice .
Et votre démarche, pas à pas en dessous .