Mélanges de gaz parfaits [Thermodynamique : résumé du cours]

Mélanges de gaz parfaits

La fugacité d'un constituant \(i\) dans une phase \(\phi\) est la grandeur \(f_i^{(\phi)}\) définie par :

\[\mu_i^{(\phi)}(T, P,\underline{x}) = \mu_i^{(std)}(T) + RT \ln \frac{f_i^{(\phi)}}{f_i^{(std)}}\]

Dans un mélange gazeux (supposé parfait), la fugacité de chaque constituant est égale à sa pression partielle : \(f_i^{(gp)} = y_i P\)

L'enthalpie d'un mélange de gaz parfaits est la somme des enthalpies des constituants séparés :

\[H^{(mel, gp)}(T,P, {\bf N}) = \sum_i N_i H_i^{(pur, gp)}(T,P)\]

L'air humide est un exemple particulièrement important de mélange de gaz, pouvant être assimilé à un gaz parfait.

l'humidité absolue d'un air humide est définie comme le rapport de la masse de vapeur d'eau à la masse d'air sec ;
un air humide est saturé lorsqu'il est en équilibre avec l'eau liquide. On a alors \(P y_e = P_s^{(s)}(T)\);
l'humidité relative de l'air est le rapport entre son humidité absolue et l'humidité absolue à saturation (à mêmes température et pression) ;
la température de rosée d'un air humide est la température à laquelle il faut le refroidir pour voir apparaître la première goutte de condensation d'eau liquide ;
la température de saturation adiabatique est la température à laquelle un air humide, initialement non saturé, sortira d'un saturateur adiabatique.

Les propriétés de l'air humide sont souvent représentées sur un diagramme psychrométrique : température en abscisse, humidité absolue en ordonnée.

Ces concepts sont développés dans le chapitre "Les mélanges : mélange de gaz parfaits et air humide".