Thermodynamique equilibre liquide-vapeur
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Thermodynamique equilibre liquide-vapeur



  1. #1
    Kranaz

    Thermodynamique equilibre liquide-vapeur


    ------

    Bonjour,

    J'étudie l'équilibre liquide-vapeur et je trouve que l'enthalpie libre liquide doit etre egale a celle de la vapeur. De ce fait, je dois trouver une équation dans laquelle je dois exprimer la Pression en fonction de la Température. Or le ln(P) pose problème et donc je ne vois pas comment avoir le couple de saturation (P,T):

    Voici l'équation en question: c*(T-T0)-T*c*ln(T/T0)+Vl(P-P0)=Cp*(T-T0)-T*Cp*ln(T/T0)+r*T*ln(P/P0)

    c,cp,vl,T0,P0 sont des constantes.

    Merci d'avance!

    -----
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  2. #2
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Bonjour,

    Avez-vous droit à des approximations ? Si oui, vous pouvez négliger le volume molaire du liquide et P n'intervient qu'une fois.

  3. #3
    Kranaz

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Bonjour, oui j'ai le droit aux approximations, mais à partir d'un certain (T-T0), on aura de l'ordre 10^2 et ce ne sera plus négligeable. De ce fait, je dois me servir d'une méthode de résolution afin de determiner les P manquants. Mais je ne vois pas trop comment faire.

  4. #4
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Cela ne peut être que numérique, vous pouvez prendre une méthode type Newton et initialiser à l'aide du calcul approché de P.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Kranaz

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Oui c'est cela merci! Mais quant à la formule donnée au debut. Je dois juste prendre un couple (P0,T0) qui est le meme pour toutes les autres valeurs de (P,T)? Parce que moi je retrouve seulement les valeurs de la table à saturation quand je prends T0=T et P0 la pression que je dois trouver. N'est ce pas bizarre ?

  7. #6
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Si vous donniez un exemple de valeur : une référence et une valeur lue dans les tables et celle que vous avez trouvée (avec bien sûr les c,cp,vl)

    Pour voir où se situe votre problème.

  8. #7
    Kranaz

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Alors j'ai pris (Po,To)=(0.009 bar, 5 degres),

    c=4.2,
    Cp=1.64,
    r=457.75
    vl=10^-3

    Je cherche donc la pression à T=80 degres, et en remplaçant dans la formule et en utilisant newton je trouve 0.008847 bar, ce qui est proche de Po or je ne veux pas P à 5 degres mais bien P à 80 degres. Je n'obtiens donc que le bon resultat en remplacant Po To par P,T et cela me rend fou haha

  9. #8
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    A 80°C, la pression est de 0,473 bar et vous pouvez sans problème négliger vl.

    Le problème vient plutôt de l'équation, c'était une donnée ?

  10. #9
    Kranaz

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Oui exactement c'est bien cette valeur que je dois trouver. Alors concernant l'équation, elle provient d'un cours et j'ai même réussi à la redémontrer par le calcul. Donc, franchement, je n'ai aucune idée d'où provient l'erreur. De plus, quand je prends les valeurs de T=T0 et le Po= le P que je dois trouver(donc celui de la table) je retrouve bien le bon P à qq décimales près mais l'erreur est d'à peine 0.00XXXXX% ce qui est tres petit. C'est donc de cette maniere que je vais proceder si je n'ai pas d'autres alternatives.

  11. #10
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Citation Envoyé par Kranaz Voir le message
    Alors concernant l'équation, elle provient d'un cours et j'ai même réussi à la redémontrer par le calcul.
    Comme c'est formule est inexacte, c'est normal que vous en trouviez pas la bonne pression. Connaissez-vous la relation de Clapeyron ?

    A vu de nez, pour démontrer cette relation vous avez fait : OK (on part de gv=gl pour arriver à gv=gl), mais aussi : toujours OK, et enfin et là non.
    Ou alors vous êtes parti de : OK, puis : OK, et en remplaçant h et s par leurs valeurs (s=s0+...), vous avez oublié les s0.

    Remarque la valeur de cp que vous donnez est en fait celle de cv.
    Dernière modification par gts2 ; 27/05/2022 à 18h14.

  12. #11
    Kranaz

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    J'en ai vaguement entendu parler mais je ne connais pas vraiment. Cette relation me permettrait-elle de retrouver le couple à saturation (P,T)?

    Alors j'ai prodédé en partant en premier lieu du domaine liquide:

    J'ai déterminé l'enthalpie dh=du +d(Pv) ce qui donne: h=c(T-T0)+v(P-P0), puis l'entropie ds=cdT/T ce qui donne s=cln(T/T0)

    Du coup, pour on a gl=h-Ts et on remplace les h et s par ceux qu'on a trouvé ci-dessus.

    Pour la partie vapeur:
    enthalpie dh=cpdT ce qui donne h=Cp(T-T0)
    entropie s=Cpln(T/T0)-rln(P/P0) trouvé grace a h

    et avec gv=h-Ts on remplace aussi les h et s

    Finalement à l'équilibre gl=gv et donc on retrouve la forme donnée précedemment.

    Voila donc comment j'ai procédé
    Dernière modification par Kranaz ; 27/05/2022 à 18h33.

  13. #12
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    L'erreur est donc la deuxième indiquée : oubli des constantes d'intégration.

    liq-vap.pdf

  14. #13
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Citation Envoyé par Kranaz Voir le message
    je ne connais pas vraiment cette relation (Clapeyron) me permettrait-elle de retrouver le couple à saturation (P,T) ?
    Oui, c'est la méthode classique.

  15. #14
    Kranaz

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Je vois un peu mieux. De ce fait, je dois prendre les differents so et ho dans la table c'est ca ?

  16. #15
    Kranaz

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Cela m'interesse, pouvez-vous m'expliquer,vsi cela ne vous derange pas bien sur, comment cette relation nous donne le couple à saturation (P,T). Tout ce que je sais c'est que l'on part de la chaleur latente je pense. Merci!

  17. #16
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Pour Clapeyron, voir : wikipedia

  18. #17
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Citation Envoyé par Kranaz Voir le message
    De ce fait, je dois prendre les différents so et ho dans la table c'est ca ?
    Il est quand même plus simple d'utiliser Clapeyron.

  19. #18
    Kranaz

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Merci je viens les informations quant à Clapeyron. Dois-je me servir de la formule de Rankine ?

  20. #19
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Oui, vu la gamme de température parcourue, l'approximation parait raisonnable.

  21. #20
    Kranaz

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Très bien, mais le delta vap H, c'est juste l'enthalpie de la vapeur de la table ou bien c'est une différence d'enthalpie car il y a le delta?

  22. #21
    gts2

    Re : Thermodynamique equilibre liquide-vapeur

    Il faut regarder la table attentivement :

    S'il y a indiqué h enthalpie massique, il faut utiliser , s'il y a indiqué Lv, il faut utiliser

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