Thermodynamique : résumé du cours

Un équilibre liquide-vapeur d'un corps pur ne peut se produire qu'à la pression de saturation correspondant à la température considérée.

La pression de saturation (liquide-vapeur) peut être calculée pour chaque corps pur par la corrélation d'Antoine :

où \(A\), \(B\) et \(C\) sont des paramètres spécifiques au corps pur.

À l'état de gaz sous basse pression ou température élevée, le comportement d'une corps pur se rapproche d'un gaz parfait, décrit par l'équation d'état :

L'énergie interne et l'enthalpie d'un gaz parfait ne dépendent que de la température.

Pour chaque corps pur, on définit un état standard (en général, état de gaz parfait à la pression \(P^{(std)}=1\) bar, à la température considérée). On sait déterminer les propriétés standard (enthalpie, enthalpie libre) de n'importe quel corps pur en fonction de la température.

La fugacité d'un corps pur \(i\) est la grandeur \(f_i\), homogène à une pression, telle que :

• lorsque l'état standard est un état de gaz parfait pur, \(f_i^{(std)}= P^{(std)} = 1\) bar ;

• la fugacité d'une vapeur pure est approximativement égale à la pression : \(f_i^{(V, pur)}(T,P) \approx P\) (hypothèse du gaz parfait) ;

• la fugacité d'un liquide pur est approximativement égale à sa pression de saturation : \(f_i^{(L, pur)}(T,P) \approx P_i^{(s)} (T)\).

les propriétés thermodynamiques des corps purs peuvent être résumées dans des diagrammes de corps purs. Les plus utilisés sont :

• le diagramme enthalpie (en abscisses) - pression (en ordonnée et en échelle logarithmique) sur lequel sont reportées des courbes isothermes et des courbes isentropes ;

• le diagramme entropie (en abscisse) - température (en ordonnée) sur lequel on trace des courbes isenthalpiques et des courbes isobares ;

• le diagramme entropie (en abscisse) - enthalpie (en ordonnées) sur lequel sont reportées des courbes isobares et des isothermes.