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Thermodynamique.

Jacques Schwartzentruber (IMT Mines Albi) Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions

Les Bases de la Thermodynamique : les principes fondamentaux et leurs applications directes.

Jacques Schwartzentruber (IMT Mines Albi) Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Concepts de base et définitions
Jacques Schwartzentruber (IMT Mines Albi) Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Définition d'un système
Notion de système
Système fermé - système ouvert. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Description d'un système : variables d'état
la température et la pression
Pression
Variables intensives et extensives
Réunion de deux systèmes identiques. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Transformation
Échanges d'énergie
Travail des forces
Échanges de chaleur
Principe de la calorimétrie. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Premier principe de la thermodynamique
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Échanges de chaleur
Transformation à pression constante
Le premier principe pour les systèmes ouverts
Expression générale
Schématisation d'un système ouvert. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Second principe de la thermodynamique
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Préambule
Équilibre thermodynamique
Réversibilité
Transformation quasi-statique ou non. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Énoncé du second principe
Conséquences immédiates du second principe
Échange de chaleur entre deux corps
Mais au fond, qu'est-ce que l'entropie ?
Entropie et dispersion. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Second principe pour un système ouvert
Fonctions thermodynamiques
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Applications
Équilibres entre phases
Équilibre entre phases. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Corps purs et changements de phases
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Définitions
Changements de phase
Diagrammes de phases
Préambule
Diagramme de phases de l'eau. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Changement de phases liquide-vapeur et diagramme de Clapeyron
Diagramme de Clapeyron de l'eau. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Diagramme de phases de l'eau. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Comportement à pression constante
Transformation à pression constante. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Changement de phase liquide-solide
Diagramme de phases de l'eau. Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Modèles de représentation des corps purs et des équilibres entre phases
Expression de la pression de saturation liquide-vapeur
Diagrammes de corps purs
Les principaux diagrammes thermodynamiques
Le diagramme entropie-température
Diagramme entropie-température de l'eau Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Le diagramme entropie-enthalpie (diagramme de Mollier)
Diagramme entropie-enthalpie de l'eau Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Diagramme enthalpie-pression
Diagramme enthalpie-pression de l'eau Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions

De la Thermodynamique aux Procédés.

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Les mélanges
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Concept de fugacité
Calcul de la fugacité dans des cas simples
Fugacité d'un liquide Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Les mélanges : mélange de gaz parfaits et air humide
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Mélange de gaz parfaits
Mélange de gaz parfaits Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Application  : l'air humide
Humidité
Humidité absolue, humidité relative
Enthalpie d'un air humide
Température de saturation adiabatique
Saturation adiabatique Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Remarque : température humide
Psychromètre à bulbe humide Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Diagramme de l'air humide
Diagramme de l'air humide Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Calculateur des propriétés de l'air humide
Présentation du calculateur
Diagramme de l'air humide interactif. Diagramme de l'air humide interactif. Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification
Équilibres liquide-vapeur de mélanges binaires
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Équilibres liquide-vapeur de mélanges binaires : comportement expérimental
Diagramme d'équilibre isotherme
Diagramme d'équilibre isobare
Azéotropie
Solution idéale
Équilibre liquide-vapeur d'une solution idéale
Enthalpie libre d'excès de mélanges binaires
Quelques propriétés générales
Modèles de compositions locales
Interprétation des équilibres de phases de mélanges
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Les courbes d'enthalpie libre
Équation des courbes d'enthalpie libre
Construction géométrique du potentiel chimique
Interprétation des équilibres de phases
Immiscibilité liquide-liquide
Calculs d'équilibre et stabilité
Distillation continue
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Principe de la distillation
Schéma d'une distillation simple
Distillation éclair (flash) Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Purification par flashes successifs Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Concept de sélectivité
Amplification de la séparation : relation de Fenske
Colonne à reflux total Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Calcul d'une colonne simple
Dénombrement des degrés de liberté
Schéma d'une colonne simple Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Plateaux adiabatiques : hypothèse de Lewis
Echanges de matière sur le plateau i Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Méthode de Mc Cabe et Thiele
Courbe d'équilibre liquide-vapeur
La méthode de McCabe et Thiele
Colonne de distillation Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Droite opératoire de rectification
La construction graphique de McCabe et Thiele
Construction graphique de McCabe et Thiele Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Variations autour de la construction de McCabe et Thiele
Condenseur total ou partiel, consommation énergétique
Optimisation économique de la distillation
Influence de la position de la charge
Construction de Mc Cabe et Thiele Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Efficacité des plateaux
Influence de l'état de la charge
Équilibres liquide-vapeur de mélanges multiconstituants
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Exemple d'un mélange ternaire
Exemple d'un mélange idéal
Diagrammes triangulaires
Équilibre liquide-vapeur d'un mélange ternaire idéal à T et P fixés
Diagrammes de phases de systèmes ternaires
Présentation du simulateur
Système ternaire acétone (1) - chloroforme (2) - méthanol (3)
Les Équilibres Chimiques
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Loi d'action de masse
Énoncé de la loi d'action de masse
Fluides sous haute pression
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Représentation des propriétés des corps pur à partir d'une équation d'état
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Retour sur le comportement d'un fluide pur
Isothermes de Clapeyron de l'eau Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Les états correspondants
Utilisation d'une équation d'état pour les deux phases
Principe général
Équation d'état analytique
Équation d'état analytique et stabilité Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Les principaux diagrammes thermodynamiques
Le diagramme entropie-température
Diagramme entropie-température de l'eau Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Le diagramme entropie-enthalpie (diagramme de Mollier)
Diagramme entropie-enthalpie de l'eau Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Diagramme enthalpie-pression
Diagramme enthalpie-pression de l'eau Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Représentation des propriétés d'un mélange par une équation d'état
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Équilibres liquide-liquide de mélanges ternaires - Application à l'extraction liquide-liquide
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Équilibres liquide-liquide de mélanges ternaires
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Un exemple de diagramme de phases
Différents types de diagrammes
Diagramme à point critique
Diagrammes ouverts
Équilibres à trois phases
Application à l'extraction liquide-liquide
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Extraction à un seul étage
Mélangeur - décanteur Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Extraction liquide-liquide multi-étagée à contre-courant
Bilans globaux sur la cascade de mélangeurs-décanteurs
Bilan global sur la cascade Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Construction graphique d'une cascade de mélangeurs décanteurs
Construction de McCabe et Thiele
Construction de McCabe et Thiele Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Essayez vous-même !
Amélioration de la séparation : reflux d'extrait
Équilibres liquide-solide
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Calcul de l'enthalpie libre des phases
Enthalpie libre des corps purs à l'état liquide et solide
Interprétation de l'équilibre liquide-solide
Diagramme simple avec un eutectique
Équilibre entre des solides cristallisés et une solution non-idéale
Forts écarts à l'idéalité : démixtion liquide-liquide
Formation de composés définis
Composé défini à fusion congruente
Fusion non congruente
Solutions solides
Solides solubles en toutes proportions
Solides à miscibilité partielle : eutectique
Diagramme de phases avec eutectique Jacques Schwartzentruber Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Solides à miscibilité partielle : péritectique
Eutectoïde, péritectoïde