Température du CO2 lors du passage Liquide/gazeux à P constant.

[AmigaOS]

Bonjour

Je cherche à calculer la diminution de la température du CO2 quand on vide un réservoir A de CO2 liquide dans un deuxième réservoir B d'un volume tel que la pression juste après l'équilibre reste la même, mais que le CO2 devient entièrement gazeux. (Et on va considérer qu'il n'y a pas d'autres échanges de températures avec l'extérieur.) Pour reformuler ma question : Du CO2 passe de liquide à gazeux à P constant et V qui augmente. Comment calculer la température juste après l'équilibre ?

Merci
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[Sethy]

La situation que tu décrit me semble compliquée.

Tu veux partir d'une substance liquide qui passerait sous forme gazeuse mais sans que la pression ne varie (et sans fournir de chaleur j'imagine). Alors la question que je pose est : pourquoi ce liquide serait sous forme de liquide plutôt que gazeuse au début de la manip ?

[Newtonien]

La température n'évoluera tout simplement pas puisqu'elle correspond à une pression de vapeur saturante définie

[AmigaOS]

@Sethy : En faisant varier le volume. Quand le CO2 est liquide dans un réservoir donné et à température ambiante, c'est qu'il est sous pression. Si on augmente le volume du réservoir alors le CO2 va pas rester là comme ça sous forme liquide.

@Newtonien : Vous êtes sur ? Il me semble que le passage de l'état liquide à l'état gazeux demande une certaine quantité d'énergie à son environnement, ce qui créé un refroidissement. De la même manière qu'avec le passage de l'état solide à l'état liquide. C'est pendant qu'un glaçon fonds qu'il refroidit le plus le vers d'eau, et dans ce cas la pression ne change pas.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Pour mieux comprendre la dépendance entre P, T et V pour un corps pur, notamment lors d'un changement d'état, on peut par exemple suggérer un passage de ce cours : http://hebergement.u-psud.fr/rmn/the...ses%202008.pdf

A pression fixe, le changement d'état d'un corps pur s'effectue à une température constante dont la valeur est fixée par pression.

m@ch3

[gts2]

Il me semble que le passage de l'état liquide à l'état gazeux demande une certaine quantité d'énergie à son environnement, ce qui créé un refroidissement.

S'il y a refroidissement, la pression ne peut être constante.
Autrement dit, il faut choisir soit vous imposez la pression et la température est imposée, soit vous imposez l'adiabaticité, et dans ce cas pression et température varient.

[Newtonien]

Echange de chaleur ne veut pas nécessairement dire changement de température.
L'enthalpie du CO2 vas augmenter proportionnellement à la chaleur absorbée (notion de chaleur latente) mais la température ne bougera pas.

[gts2]

J'avais interprété "pas d'autres échanges de températures avec l'extérieur" comme adiabatique mais j'ai peut-être tort, il faut voir ce qu'en dit @AmigaOS.

[AmigaOS]

Effectivement, pas très logique ma question... Du coup je vais reformuler :

Le volume du réservoir B est calculé de sorte à ce qu'après que la température soit revenue à la normale (donc avec échange de température), la pression finale soit égale à la pression initiale. P(liqide_début) = P(gaz_fin).
Donc voilà mes calculs pour le volume du réservoir B :
- Masse volumique CO2 gaz : 1.87 kg/m3 à P(atm)
- Masse volumique CO2 liq. : 1178 kg/m3
- Pression de vapeur saturante CO2 à 25°C : 64.34 BAR
Vb+Va = Va * ((1178/1.87)/64.34) (si on dit 1BAR ≈ 1atm)
Vb = Va * ((1178/1.87)/64.34 - 1)
Vb = 8.79Va
Déjà, est-ce que jusque-là mes calculs sont corrects ?

Mais ma question principale ici est: comment calculer la température juste après avoir "vidé" le réservoir A dans le réservoir B. Donc là c'est sans échange de température.

[XK150]

2 remarques :

1 - D'après les tables , la masse volumique du CO2 liquide est de 238 kg/m3 à 25°C et de 1101 kg/m3 maximum à -37°C , donc , d'où vient votre valeur de 1178 kg/m3 ?

2 - Dans votre exemple , vous ne donnez pas un ratio liquide - gaz au départ et ceci me gêne pour commencer tout calcul ( et je prendrai volume A = 1 m3 arbitraire ) .

[gts2]

Bonjour,

Mais ma question principale ici est: comment calculer la température juste après avoir "vidé" le réservoir A dans le réservoir B. Donc là c'est sans échange de température.

A mon avis, même si les principes sont simples, cela risque d'être compliqué.
Si Va est le volume du liquide uniquement, on peut calculer le volume final. Donc on connait Vf. (f pour final)
L'état final va être un mélange liquide-vapeur, il faut donc connaitre Pf, Tf, m_liq et m_vap donc quatre inconnues.
L'équilibre liquide-vapeur donne une première relation entre Tf et Pf.
La conservation de la matière une deuxième.
Le volume final une troisième.
La dernière relation est énergie interne constante (W=0, Q=0)

Sauf que c'est un système de quatre équations avec une non linéarité due à la relation Tf PF.

[AmigaOS]

@XK150 Ah oui.. J'avais trouvé cette valeur sur le premier site en cherchant "masse volumique CO2 liquide".
Et cherchant mieux je viens de trouver ceci : https://www.gazechim-froid.fr/site/w...mique-R744.pdf
Mais là je vois 710.5kg/m3 pour 25°C Je m'attendait pas à ce que ça pouvait tant varier pour un liquide.

@gts2 Hmm... Comment m'y prendre ? Je peux peut être faire quelque chose avec excel...