Cours en ligne et simulateur de thermodynamique appliquée

8 Rappels succincts sur les propriétés des corps purs

Rappelons qu'un corps pur peut se présenter sous l'une ou plusieurs des trois phases solide, liquide ou gazeuse. Lorsqu'on chauffe un liquide à pression constante bien choisie, il se transforme en vapeur, et on parle de vaporisation. La température à laquelle cette transformation se réalise dépend de la pression exercée sur le corps considéré. Elle reste constante tant que la vaporisation n'est pas complète, c'est-à-dire tant que le titre x est compris entre 0 et 1. Rappelons qu'on appelle titre x d'un mélange diphasique d'un corps pur le rapport de la masse de vapeur à la masse totale (vapeur + liquide).

Pour que ce changement de phase puisse se réaliser, il est nécessaire de fournir ou de retirer de l'énergie, appelée chaleur latente de changement d'état. Au cours de la vaporisation, on observe des variations importantes du volume spécifique, la vapeur étant de l'ordre de 600 à 1000 fois moins dense que le liquide. Cette modification de volume spécifique se fait à pression et température constantes.

Le point critique représente l'état où la phase de vapeur pure a les mêmes propriétés que la phase de liquide pur. A des températures et pressions plus élevées (supercritiques), il n'est pas possible d'observer une séparation entre les phases liquide et gazeuse : le ménisque de surface qui sépare les phases liquide et vapeur disparaît au point critique.

On appelle gaz idéal un gaz dont l'énergie interne et l'enthalpie ne dépendent que de la température, ce qui permet de simplifier sa modélisation : son équation d'état est Pv = rT.

Beaucoup de fluides thermodynamiques en phase vapeur peuvent être assimilés à des gaz idéaux, dans un large domaine de températures et de pressions. Il faut notamment que la combinaison température-pression s'écarte suffisamment de la zone de condensation possible (c'est-à-dire que la pression ne soit pas "trop" élevée, ni la température "trop" basse). De telles conditions sont couramment réalisées pour des gaz dits "permanents" tels que, à pression et température ambiantes, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le mélange oxygène-azote qui constitue l'air sec...

Une présentation beaucoup plus développée des propriétés des corps purs est donnée dans cette page.

copyright R. Gicquel v2019.4

Réalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)