Quelle énergie nécessaire pour obtenir de l'Azote liquide?

[ecolami]

Bonjour,
Je trouve toutes sortes d'informations sur les caractéristiques physiques de l'Azote mais je ne trouve pas cette information: pourtant elle doit être parfaitement connue.
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[kimist]

bonsoir,

Il s'agit de l'opposé de l’énergie de vaporisation : 2,7928 kJ·mol-1.
cordialement

[mach3]

Complètement à coté, selon vous fabriquer de l'azote liquide consommerait une quantité d'énergie négative...ce n'est pas à la chaleur qu'il faut penser ici.
Il faut fournir un travail important pour obtenir de l'azote liquide. Pas le temps de développer plus maintenant, mais quelques mots clés : création d'entropie, enthalpie libre, machine thermique, machine frigorifique...

m@ch3

[kimist]

Bonsoir,

D'une, le signe de l’énergie dépend de la définition du système et de où on se place!

Deuxièmement, d'un point totalement théorique, pour liquéfier un mole d'azote il faut la même énergie que pour la vaporiser. Apres je ne conteste pas, d'un point vu pratique, il faut une certaine logistique, ce qui est d'un tout autre niveau!

Dans ce cas, si c'est pour un système frigorifique donné, il faut faire les calcules. Si c'est pour avoir un ordre d'idée, il faut définir se que l'on veut, ( L/heure, pression, ect...), et chercher la doc des machines qui existent déjà. http://www.directindustry.fr/fabrica...ote-99501.html

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[ecolami]

Bonsoir,
Je cherche uniquement la consommation d'énergie nécessaire pour obtenir de l'Azote liquide. J'aimerai avoir au moins un ordre de grandeur. La chaleur de vaporisation donnerait une indication pour un rendement a 100% et je sais qu'on est loin. Mais c'est tout.

[LPFR]

Bonjour.
Ça dépend de la quantité d’azote par heure produite.
Une grosse usine de l’Air Liquide, consomme beaucoup moins (par litre) que celle-ci qui produit 8 L/jour :
http://www.elan2.com/product_elan2AT_specs.asp
Il y en a même qui produisent 1 L/jour.
Au revoir.

[Amanuensis]

Avec les mains, pour un min:

Si on travaille à pression et température "courantes", disons 300 K, l'azote de l'air va se liquéfier au contact d'une surface à 80 K (en gros). Lors de la liquéfaction, l'azote va donner la chaleur latente de vaporisation à la source froide, soit 200 kJ par kg, à 1 bar de pression. Pour maintenir la source froide à 80 K, va falloir virer cette chaleur à l'air à 300 K, ce qui ne peut se faire qu'avec un rendement maximal de 80/(300-80) = 0.36.

Le min serait de l'ordre de 550 kJ par kg, ou encore 450 kJ par litre.

Ensuite faut augmenter encore pour prendre en compte les performances réelles de la machine frigorifique, les pertes, etc.

(Comme l'air n'est pas que du diazote, il y a sûrement une consommation à rajouter pour gérer le dioxygène, qui se liquéfie à température plus haute que le diazote. Un facteur min de 0.8 en plus dans le rendement?)

[mach3]

Merci amanuensis d'avoir développé.

(Comme l'air n'est pas que du diazote, il y a sûrement une consommation à rajouter pour gérer le dioxygène, qui se liquéfie à température plus haute que le diazote. Un facteur min de 0.8 en plus dans le rendement?)

on peut aussi considérer l'utilisation d'un générateur d'azote (machine qui "filtre" l'air) mais je ne connais pas la consommation électrique au litre de diazote généré.

Je cherche uniquement la consommation d'énergie nécessaire pour obtenir de l'Azote liquide. J'aimerai avoir au moins un ordre de grandeur. La chaleur de vaporisation donnerait une indication pour un rendement a 100% et je sais qu'on est loin. Mais c'est tout.

comme j'ai essayé de le dire, la chaleur de vaporisation ne dira pas grand chose sur la consommation d'énergie nécessaire pour obtenir l'azote liquide. Pour avoir de l'azote liquide (disons à pression ambiante et dans un environnement à température "normale"), vous devez le refroidir, donc en extraire de la chaleur (capacité calorifique intégrée par rapport à la température de l'ambiante à la température de liquéfaction + chaleur de liquéfaction), mais cette chaleur ne va pas sauter toute seule de l'azote à l'environnement ambiant spontanément. Il va falloir fournir un travail (consommation d'énergie) pour "forcer" la chaleur à aller du froid vers le chaud et c'est là que le calcul rapide d'amanuensis entre en jeu, en considérant une machine frigorifique ainsi que son rendement maximal (c'est le rendement qu'elle aurait si elle suivait le cycle de Carnot).
On peut améliorer un peu l'estimation on considérant un mécanisme en deux étapes :
-refroidissement de l'azote gazeux à sa température de liquéfaction à pression ambiante avec un travail minimal : d'abord une compression isotherme puis une détente adiabatique (c'est un bout de cycle de Carnot, j'ai la flemme de faire le calcul...)
-mise en contact avec une machine frigorifique qui évacuera la chaleur de liquéfaction en échange d'un travail (calcul effectué par amanuensis)

m@ch3

[Eric DUPONT]

d'un point de vue theorique il faut environ 250Wh pour liquéfier 1 kg d'azote. Avec principalement une compression isotherme, un refroidissement, une detente. Dans le cycle de Claude il faut 320 Wh/kg environ