Exercice : Lecture d'une lentille d'équilibre

On considère un mélange de méthanol (1) et d'eau (2), de fraction molaire[1] globale en méthanol \[{z}_{1}=0,5\]. Ce mélange est maintenu à 50°C. La pression est initialement de 50 kPa. On détend progressivement le mélange.

Question

À quelle pression commence-t-il à se vaporiser, quelle est la composition de la première bulle de vapeur ?

Indice

Pour les compositions : il suffit de lire sur le diagramme :

Lentille d'équilibre isotherme : méthanol (1) - eau (2) à 50°C | Jacques Schwartzentruber | Informations complémentaires...Informations
Lentille d'équilibre isotherme : méthanol (1) - eau (2) à 50°CInformations[3]

Question

À quelle pression termine-t-il de se vaporiser, quelle est alors la composition de la vapeur, et la composition de la dernière goutte de liquide ?

Indice

Pour les compositions : il suffit de lire sur le diagramme.

Lentille d'équilibre isotherme : méthanol (1) - eau (2) à 50°C | Jacques Schwartzentruber | Informations complémentaires...Informations
Lentille d'équilibre isotherme : méthanol (1) - eau (2) à 50°CInformations[3]

Question

Si le mélange est maintenu à une pression de 30 kPa, quelles sont les compositions de la vapeur et du liquide ? Quelle est la fraction vaporisée (nombre de moles en phase vapeur/nombre de moles total) ?

Indice

Pour trouver la fraction vaporisée, il faut écrire une relation de bilan matière, disant que le méthanol introduit dans le mélange se retrouve soit sous forme vapeur, soit sous forme liquide (et on connaît les compositions de ces phases).