Cinetique du systeme H2O-N2 a 40 MPa

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

il est possible que cette discussion soit mieux en chimie...

Suite a une discussion sur le pourquoi Titanic n'a pas implosé quand il a coulé (qui va de soit, mais pas pour tout le monde il semblerait), je me suis posé la question des bulles d'air piegées dans l'épave et dans les matériaux poreux.

40 MPa et 275 K sont les conditions grosso-modo de l'epave. L'eau est supercritique a 22 MPa, l'air est supercritique a 5 MPa. On amene tout a 40 MPa, l'eau a une densité similaire, mais l'azote (on oublie l'oxygene) est a un bon 700-900 kg/m3 de ce que je peux juger a partir d'un diagramme.

En soit, le fait que ce soit supercritique importe peu, sauf pour la solubilité. La solubilité de l'azote dans l'eau grimpe a 0.3 mol% et celle de l'eau dans l'azote a 10 mol %, soit plusieurs centaines de fois ce que l'on observe en surface. Du coup, les bulles coincées doivent s'hydrater considérablement et éventuellement se dissoudre dans l'eau environnante.

Ma question est comment estimer cette cinétique? Est-ce que ces bulles disparaissent au cours de la descente ou cela prend t'il des heures, des semaines, des mois ?

T-K
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[Sethy]

Les seuils de solubilité que tu évoques ne me "parlent" pas. Mais il ne faut négliger le temps de diffusion de l'eau saturée en oxygène et en azote.

Donc je parlerais en mois, dans l'hypothèse bien sûr où les coursives sont intactes et qu'aucun flux d'eau fraiche ne circule naturellement dans l'épave et que certaines zones étanches sont totalement remplies d'air au moment ou la navire coule.

[XK150]

Pas mieux.... : https://physics.stackexchange.com/qu...extreme-depths

[FC05]

Je ne sais pas ... mais ça ne prend pas si longtemps pour établir l'équilibre dans le sang d'un plongeur en tout cas.
Pareil pour les systèmes de gazéification.
La cinétique dans l'autre sens semble plus lente.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Black Jack 2]

Bonjour,

Ce n'est pas vraiment mon domaine, mais il me semble que :

L'eau supercritique est obtenue en portant de l'eau à des températures supérieures à 374 °C sous une pression supérieure à 221 bar. (Wiki)

Mais ce n'est pas le cas ici.

A 40 MPa et et 275 K (2°C), le diagramme indique qu'on n'est pas en état supercritique. (j'ai mis un point rouge sur le diagramme dans ces conditions)

[Kondelec]

Effectivement, un composé possède une température critique, et au delà d'une certaine pression on a une phase supercritique, ici il ne s'agit que d'eau sous pression.
Dans ces conditions le volume d'air est réduit d'environ 300 fois, et sa solubilité augmente fortement (application directe de la loi de Henry, même si on est en dehors des limites de la loi simplifiée).
La solubilisation de l'air va toutefois dépendre de la composition environnante, si l'eau est déjà saturée il n'y aura pas solubilisation, sinon ça peut aller assez vite ( de l'ordre de quelques minutes/heures).

[Tawahi-Kiwi]

Merci pour les réponses

Effectivement, un composé possède une température critique, et au delà d'une certaine pression on a une phase supercritique, ici il ne s'agit que d'eau sous pression.

Comme je l'ai dit, l'état supercritique de l'eau n'est pas important, a part pour sa solubilité qui augmente, mais de pas grand chose puisqu'on est bien d'accord que c'est toujours de l'eau dans un état tres liquide. Ce qui m'interessais en ne me limitant pas a "l'eau sous pression" était les isopycnes de l'eau et de l'air a ses pressions, juste au cas ou les bulles d'air coulaient. C'est plus ou moins le cas pour des bulles de CO₂ supercritique mais pas pour l'air.

Pour la saturation, la concentration en oxygene est la moitié de l'eau de surface (mais 2x la zone de minimum d'oxygene) mais ca ne semble pas etre le cas pour l'azote, sur base des concentrations de NO₂. Comme la concentration en NO₂ est stable a partir de 500-600m de profondeur, je suppose que c'est assez sous-saturé en azote également.

Mon intuition initiale irait plutot dans le sens de Sethy (semaines-mois) et un bulle de taille considérable (centi-decimétrique) prendrait du temps a se dissoudre. Mais mon intuition est basée sur de l'extrapolation a partir de conditions a 600-1500ºC et quelques gigapascals de pression , donc entre les conditions de surface et ca, je n'ai en fait aucune idée, et pas vraiment de probleme a changer mon avis si toi et FC05 me disent que ca prend vraisemblablement un temps inférieur a la coulée du bateau (en supposant que les bulles plus larges ont entrainés des ruptures des zones les plus fragiles de l'épave).

T-K

[Sethy]

Pourquoi parles-tu de NO2 ? L'oxygène, c'est O2 et l'azote N2.

[Tawahi-Kiwi]

Pourquoi parles-tu de NO2 ? L'oxygène, c'est O2 et l'azote N2.

Je n'ai pas trouve de donnees de concentration en N2. Donc l'equilibre NO2-N2 fera l'affaire vu les variations de fO2.