Thermodynamique.

Expression de la pression de saturation liquide-vapeur

Appliquons maintenant la relation de Clapeyron à une situation d'équilibre liquide-vapeur :

Supposons que la température soit très inférieure à la température critique[1] du corps pur considéré :

  • nous pouvons alors négliger le volume molaire du liquide saturé par rapport au volume molaire de la vapeur saturée :

  • la température restant modérée, nous pouvons estimer que la pression de saturation l'est aussi. Le volume molaire de la vapeur saturée peut donc être estimé par l'équation des gaz parfaits :

  • enfin, nous pouvons, en toute première approximation, considérer que l'enthalpie de vaporisation est indépendante de la température (voir le schéma donnant l'Enthalpie de vaporisation de l'eau en fonction de la température[2]).

L'équation de Clapeyron devient, avec ces simplifications :

L'intégration de cette équation différentielle conduit à :

étant une constante d'intégration, caractéristique du corps pur considéré.

Ce calcul très simplifié nous montre que la pression de saturation doit suivre à peu près une loi de la forme :

Dans la pratique, les paramètres et sont considérés comme ajustables, et déterminés pour représenter au mieux les données expérimentales de pression de saturation en fonction de la température.

Pour assurer une bonne représentation, on utilise presque toujours des formes fonctionnelles empiriques ayant plus de paramètres, par exemple l'équation d'Antoine :

ou encore la forme généralisée suivante :

les paramètres de ces équations sont disponibles en banques de données pour de très nombreux corps purs.

  1. critique (point)

    condition de température et de pression dans laquelle un liquide et une vapeur deviennent identiques. Un mélange de composition définie (et donc un corps pur) a un point critique unique, caractérisé par une température et une pression critiques

  2. Enthalpie de vaporisation de l'eau en fonction de la température
    Enthalpie de vaporisation de l'eau en fonction de la température.InformationsInformations[3]
  3. Jacques Schwartzentruber Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage des Conditions Initiales à l'Identique

Jacques Schwartzentruber (EMAC) Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage des Conditions Initiales à l'IdentiqueRéalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)