Liste des simulations [Thermodynamique.]

Liste des simulations

Thermodynamique.

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

La thermodynamique : concepts de base et définitions

Définition d'un système

Notion de système

Système fermé ou ouvert ?

Description d'un système : variables d'état

Variables d'état

Deux variables d'état très courantes en thermodynamique : la température et la pression

Variables intensives et extensives

Fonctions d'état

Actions extérieures et intérieures

Notions d'actions

Inventaire des forces

Transformation

Échanges d'énergie

Travail des forces

Quelles sont les actions extérieures qui travaillent ?

Échanges de chaleur

Attention au langage !

Premier principe de la thermodynamique

Énoncé

Signification de l'énergie interne

Rotation de la Terre autour du Soleil

Ordinateur allumé

Réunion de plusieurs systèmes, énergie potentielle d'interaction

Échanges de chaleur

Transformation à volume constant

Transformation à pression constante

Capacités calorifiques

Rendement énergétique d'une voiture.

Le premier principe pour les systèmes ouverts

Expression générale

Systèmes ouverts en régime permanent

Application du premier principe : détendeur.

Second principe de la thermodynamique

Préambule

Équilibre thermodynamique

Conditions d'équilibre

Réversibilité

Sources d'irréversibilité

Énoncé du second principe

Conséquences immédiates du second principe

Système thermiquement isolé

Gaz parfait contenu dans un cylindre fermé par un piston mobile.

Échange de chaleur entre deux corps

Bain tiède

L'effet Peltier

Mais au fond, qu'est-ce que l'entropie ?

Second principe pour un système ouvert

Fonctions thermodynamiques

Expression de l'équilibre d'un système

Énergie libre

Énergie libre d'un fluide

Enthalpie libre

Enthalpie libre d'un solide

Systèmes à composition variable : potentiel chimique

Applications

Équilibres entre phases

Les potentiels chimiques au quotidien !

Équilibres chimiques

Solution aqueuse d'acide chlorhydrique

Interprétation du potentiel chimique

Grandeurs molaires et grandeurs molaires partielles

Annexe : Relations utiles

Relation de Gibbs-Duhem

Relation de Helmholtz

Une ménagerie de relations...

Pour manipuler les relations...

Corps purs et changements de phases

Définitions

Corps purs et phases

Changements de phase

Diagrammes de phases

Préambule

Changement de phases liquide-vapeur et diagramme de Clapeyron

Comportement à pression constante

Comportement à volume constant

Changement de phase liquide-solide

Changement de phase solide-solide

Modèles de représentation des corps purs et des équilibres entre phases

Le gaz parfait

Relation de Clapeyron

Fusion de la glace par compression

Expression de la pression de saturation liquide-vapeur

L'état standard

Calcul approché de l'enthalpie d'un fluide pur

Caractérisation d'un fluide à la sortie d'une vanne

Diagrammes de corps purs

Les principaux diagrammes thermodynamiques

Le diagramme entropie-température

Le diagramme entropie-enthalpie (diagramme de Mollier)

Diagramme enthalpie-pression

Simulateur : diagrammes thermodynamiques de corps purs

Détente dans une vanne

Détente dans une turbine

Rendement isentropique d'un compresseur

De la Thermodynamique aux Procédés : concepts et simulations.

Les mélanges : définitions et formalismes

Notion de phase

Phase, corps pur, mélange

Composition d'une phase

Définitions

Quelques conversions

Petit calculateur pour convertir des échelles de concentration

Potentiel chimique d'un constituant dans une phase

Concept de fugacité

Définition de la fugacité

Fugacité et état de référence

État standard

Fugacité et équilibres entre phases

Variation de la fugacité avec la pression

Calcul de la fugacité dans des cas simples

Les mélanges : mélange de gaz parfaits et air humide

Mélange de gaz parfaits

Application : l'air humide

Humidité

Humidité absolue, humidité relative

Calcul pour un air humide

Température de rosée

Air humide et température de rosée

Enthalpie d'un air humide

Température de saturation adiabatique

Remarque : température humide

Diagramme de l'air humide

Calculateur des propriétés de l'air humide

Présentation du calculateur

Diagramme de l'air humide interactif.

Diagramme psychrométrique interactif : l'utilisateur choisit l'un des couples (température, humidité absolue^[1]), (température, humidité relative^[2]), (température, température de saturation adiabatique) ou (humidité absolue^[1], enthalpie).

Les propriétés de l'air humide sont calculées, et le point représentatif placé sur le diagramme.

Dans le cours En plein écran

Déshumidification

Mélange

Équilibres liquide-vapeur de mélanges binaires

Équilibres liquide-vapeur de mélanges binaires : comportement expérimental

Diagramme d'équilibre isotherme

Lecture d'une lentille d'équilibre

Diagramme d'équilibre isobare

Azéotropie

Solution idéale

Définition

Équilibre liquide-vapeur d'une solution idéale

Fonctions d'état d'une solution idéale

Les écarts à l'idéalité

Enthalpie libre d'excès de mélanges binaires

Quelques propriétés générales

Quelques expressions simples de l'enthalpie libre d'excès

Équation de Margules à un paramètre

Expression analytique du coefficient d'activité

Expressions empiriques à deux paramètres

SIMULATION : trouver les paramètres qui permettent de représenter le mieux possible le comportement d'un mélange binaire

Modèles de compositions locales

SIMULATION : Ajustement de paramètres sur des données d'équilibres liquide-vapeur binaires

Extrapolation en température

Binaire à deux azéotropes

Système fortement non-idéal

UNIQUAC

Contributions de groupes : équation UNIFAC

Test de l'équation UNIFAC

Comparaison d'UNIFAC et de NRTL

Interprétation des équilibres de phases de mélanges

Les courbes d'enthalpie libre

Équation des courbes d'enthalpie libre

Construction géométrique du potentiel chimique

Interprétation des équilibres de phases

Équilibres de phases et bilan matière

Mélange faiblement non-idéal

Azéotropie

Condition d'azéotropie

Condition d'azéotropie : méthanol-eau

Non idéalité et azéotropie

Azéotrope propanol-eau

Diagramme de phases d'un mélange azéotropique

Azéotrope positif et azéotrope négatif

Azéotrope positif et négatif

Azéotrope positif et azéotrope négatif : pour conclure

Immiscibilité liquide-liquide

Calculs d'équilibre et stabilité

Distillation continue

Principe de la distillation

Schéma d'une distillation simple

Terminologie

Concept de sélectivité

Amplification de la séparation : relation de Fenske

Calcul d'une colonne simple

Dénombrement des degrés de liberté

Bilan de matière

Plateaux adiabatiques : hypothèse de Lewis

Méthode de Mc Cabe et Thiele pour le calcul d'une distillation

Le problème

Courbe d'équilibre liquide-vapeur

La méthode de McCabe et Thiele

Droite opératoire de rectification

Droite opératoire d'épuisement

La construction graphique de McCabe et Thiele

Essayez vous-même

Variations autour de la construction de McCabe et Thiele

Taux de reflux et nombre d'étages

Reflux minimum

Condenseur total ou partiel, consommation énergétique

Optimisation économique de la distillation

Reflux optimum

Influence de la position de la charge

Azéotropie

Efficacité des plateaux

Murphree

Influence de l'état de la charge

État de la charge

Effet de la pression

Influence de la représentation des équilibres entre phases sur le calcul d'une distillation

Conception d'une colonne en supposant que le liquide est une solution idéale

Peut-on faire confiance à UNIFAC en toutes circonstances ?

Équilibres liquide-vapeur de mélanges multiconstituants

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

Prédiction des équilibres liquide-vapeur de systèmes multiconstituants

Démarche générale

Mise en pratique de la démarche

Représentation du comportement d'un système ternaire

Diagrammes de phases de systèmes ternaires

Présentation du simulateur

Système ternaire idéal : méthanol (1) - éthanol (2) - propanol (3)

Système ternaire : acétone (1) - méthanol (2) - eau (3)

Système ternaire : méthanol (1) - propanol-2 (2) - eau (3)

Système ternaire : méthanol (1) - tétracholorométhane (2) - benzène (3)

Système ternaire : acétate de méthyle (1) - méthanol (2) - cyclohexane (3).

Système ternaire acétone (1) - chloroforme (2) - méthanol (3)

Système ternaire acétone (1) - chloroforme (2) - benzène (3)

Les Équilibres Chimiques

Réactions chimiques - Notion d'affinité

Écriture d'une réaction chimique

Caractérisation de l'équilibre chimique

Affinité d'une réaction

Loi d'action de masse

Énoncé de la loi d'action de masse

Décomposition thermique de la vapeur d'eau

Formulations simplifiées de la loi d'action de masse

Les solides cristallisés

Réaction chimique avec des liquides : loi d'action de masse en activités

Autres formes possibles de la loi d'action de masse

Estérification

Chaleur de réaction

Chaleur de réaction instantanée

Chaleur globale de réaction

Loi de Van't'Hoff et enthalpie standard de réaction

Chaleur effectivement absorbée par la réaction

Chaleur de réaction

Lois de modération de l'équilibre

Effet d'une modification de température

Effet d'une variation de pression

Loi de modération de l'équilibre

Loi de Le Châtelier

Effet de la composition globale du système sur le déplacement de la réaction

Fluides sous haute pression

Représentation des propriétés des corps pur à partir d'une équation d'état

Retour sur le comportement d'un fluide pur

Les états correspondants

Utilisation d'une équation d'état pour les deux phases

Principe général ; expression de la fugacité à partir d'une équation d'état analytique

Équation d'état analytique : interprétation des différentes branches

Quelques équations d'état usuelles

Calcul effectif des propriétés des corps purs à partir d'une équation d'état

Les principaux diagrammes thermodynamiques

Le diagramme entropie-température

Le diagramme entropie-enthalpie (diagramme de Mollier)

Diagramme enthalpie-pression

Simulateur : diagrammes thermodynamiques de corps purs

Détente dans une vanne - comparaison de modèles

Détente dans une turbine - comparaison de modèles

Calcul d'une pompe

Représentation des propriétés d'un mélange par une équation d'état

Équilibre liquide-vapeur d'un mélange à température et pression élevées

Équations d'état de mélanges

Calcul de la fugacité des constituants

Représentation des équilibres liquide-vapeur de mélanges au moyen de l'équation RKS

Test de l'équation RKS

Équilibres liquide-liquide de mélanges ternaires - Application à l'extraction liquide-liquide