Exercice 1 : Equilibre liquide-vapeur
Données et hypothèses d'étude : • Constante des gaz parfaits: R=8314 J.K-1mol-1. • Pression de vapeur saturante de l'eau à
SERIE DEXERCICES N° 27 : THERMODYNAMIQUE : CORPS PUR
Exercice 1 : détente d'une vapeur d'eau dans une machine à vapeur. en trait fin continu dans le domaine d'équilibre liquide-vapeur
TD Chapitre 3 : Equilibre liquide-vapeur dun mélange binaire P(y2)
TD Chapitre 3 : Equilibre liquide-vapeur d'un mélange binaire. Exercice n°1 : (extrait devoir 16/17). Les mélanges binaires diazote-dioxygène sont des
Exercices de Thermodynamique
Un demi-cylindre de rayon R flotte à la surface d'un liquide de masse volumique ?. 1) À l'équilibre il est enfoncé de R. 2 dans le liquide. Quelle est sa.
TD T5A Etude des équilibres liquide-vapeur des mélanges binaires
Construire un diagramme isobare d'équilibre liquide/vapeur d'un mélange binaire à EXERCICE 1 (**) : CONSTRUCTION D'UN DIAGRAMME BINAIRE ISOBARE A PARTIR ...
Tous les exercices de Chimie MP-PSI-PT
Exercice 1.1. Étude d'un équilibre liquide vapeur (d'après Agrégation 2006). On considère un mélange liquide vapeur constitué pour la phase liquide de cyclo
EXERCICES INCONTOURNABLES
liquide ml et la masse d'eau vapeur mv en équilibre
Cours thermodynamique des solutions
Chapitre 2 : Les équilibres entre phases. 7. Equilibre liquide-vapeur. 9. Equilibre liquide-liquide. 11. Diagramme d'équilibre binaire.
exercices incontournables
11 avr. 2017 La variation d'entropie massique au cours d'un déplacement sur le palier d'équilibre liquide-vapeur à la température T0 est :.
exercices incontournables
T1 à T2 est : s2 ? s1 = cl ln. T2. T1 . La variation d'entropie massique au cours d'un déplacement sur le palier d'équilibre liquide-vapeur à la température T0
ETUDE DE L'EQUILIBRE LIQUIDE VAPEUR I - PRINCIPE
serie d’exercices n° 27 : thermodynamique : corps pur diphase en equilibre Exercice 1 : détente d’une vapeur d’eau dans une machine à vapeur Dans un cycle de machine à vapeur la phase motrice est une détente de la vapeur d’eau dans un cylindre fermé par un piston mobile
ETUDE DE L'EQUILIBRE LIQUIDE VAPEUR I - PRINCIPE
Le liquide est contenu dans le ballon B Un thermomètre plongeant dans la vapeur indique la température de cette dernière Le réfrigérant C condense la vapeur du liquide qui revient dans le ballon On fait un vide partiel au-dessus du liquide à l'aide d'une trompe à eau
Qu'est-ce que l'équilibre de la vapeur ?
- A l'ébullition la pression de vapeur saturante est égale à la pression au-dessus du liquide. - Sous pression constante la température d'ébullition d'un liquide pur est constante.
Quelle est la différence entre la vapeur et le liquide ?
La vapeur est enrichie en compos?? le plus volatile. La vapeur est conden- s??e dans le r??frig??rant. Le probl??me est que la s??paration n??st pas totale! En effet, si on conti- nue ?? se d??placer sur la gauche sur la courbe d???bullition, on va perdre du compos?? dans le liquide, la vapeur est de moins en moins riche en compos??! ####### L V
Quelle est la pression de la vapeur ?
-La pression régnant au-dessus du liquide, donc la pression de vapeur saturante, est donnée par la différence h entre les hauteurs du mercure dans le tube manométrique relié au ballon. - Afin de pouvoir obtenir différentes pressions, un robinet R permet de faire entrer, à débit constant, de l'air.
Quelle est la composition en masse et volume de l’État d’équilibre final ?
Quelle sera la composition en masse et volume de l’état d’équilibre final dans les deux cas suivants : On assimilera la vapeur à un gaz parfait. On prendra : pression de vapeur saturante de l’éther à 18 °C ; masse volumique de l’éther liquide ; masse molaire de l’éther 74 g.
PCSI Lycée BrizeuxColle sciences physiques S25
Exercice 1 : Equilibre liquide-vapeur
Données et hypothèses d'étude :
• Constante des gaz parfaits: R=8,314 J.K-1mol-1 • Pression de vapeur saturante de l'eau à la température T= 373K : Ps = 1,00bar • Masse molaire de l'eau : Meau = 18g.mol-1. • La vapeur d'eau sèche et saturante sera considérée comme un gaz parfait.On considère une enceinte diatherme de volume V=50L dans laquelle on va introduire de l'eau. L'ensemble est maintenu
sous la pression atmosphérique à la température T=373K.1) Dans l'enceinte, en cas de système diphasé, on pourra négliger le volume de d'eau liquide devant le volume de la
vapeur d'eau , expliquer.2) L'enceinte est initialement vide. Déterminer la masse maximale mmax d'eau que l'on peut introduire pour que l'eau soit
entièrement sous forme vapeur. On donnera son expression en fonction de Meau, R, T, V et Ps. Faire l'application
numérique.3) On introduit une masse m > mmax . Déterminer la fraction massique xv de l'eau sous forme vapeur en fonction de Meau,
m, R, T, V et Ps?Solution :
1) A 373K : la masse volumique de l'eau liquide est de ρliq=1000kg.m-3ce qui donne un volume massique
uliq=10-3m3.kg-1. le volume massique de l'eau vapeur est uvap=RT PMeau =8,314×373105×18.10-3=1,7m3.kg-1. uliq≪uvapainsi pour une masse donnée levolume de la vapeur sera bcq plus important que le volume de l'eau .
2) La masse mmax correspond au cas où on a atteint la pression de vapeur saturante soit : PsV=mmax
MeauRTd'où :
mmax=PsVMRT=105×50.10-3×18.10-3
8,314×373=29.10-3Kg=29g.
3) On est dans le cas d'un équilibre liquide vapeur , la pression est Ps, la vapeur de masse mv se comporte comme un gaz
parfait : PsV=mvMRT, on s'aperçoit que
mv=mmax . On déduit la fraction massique de vapeur : xv=mmax m=PsVM mRT. Exercice 2 : Transformation isochore d'un gaz au contact d'un thermostatUne mole d'hélium (gaz parfait monoatomique) est enfermée dans un cylindre dont les parois sont diathermes.
Le cylindre est plongé dans un thermostat à la température Tth = 273K.1) Le gaz étant initialement à la température Ti = 300K, on le laisse refroidir à volume constant. Calculer la
variation d'entropie du gaz, du thermostat, ainsi que l'entropie de création entre l'état initial et l'état final.
2) On part de l'état d'équilibre précédent, le cylindre étant toujours plongé dans le thermostat à la température
Tth = 273K. On réduit le volume du gaz de moitié de façon réversible. Quelle type de transformation subit le
gaz ? Calculer la variation d'entropie du gaz, du thermostat, et l'entropie de création entre l'état initial et l'état
final.Expression admise : la variation d'entropie de n moles de gaz parfait passant des paramètres d'état (Vi , Ti) au
paramètres d'état ( Vf ,Tf ) est : ΔS=nCvmlnTfTi+nRlnVf
ViSolution
1) Variation d'entropie d'une mole de gaz parfait :CVm=3
2Rcar le gaz est monoatomique d'où:
ΔSgaz=3
2RlnTth
Ti =-1,18J.K-1.Variation d'entropie du thermostat :
ΔSTh=QTh
TTh or le gaz et le thermostat constitue un système thermiquement isolé donc QTh=-Qgazd'où ΔSTh=-Qgaz Tth. La transformation est à volume constant donc Qgaz=ΔUgaz=32R(Tth-Ti)
d'oùΔSTh=-3R
2 (Tth-Ti) Tth =1,23J.K-1.Entropie de création : Le système {gaz + thermostat} est thermiquement isolé donc Scréation=ΔSgaz+ΔSThdonc
Scréation=-1,18+1,23=0,05J.K-1. Scréation>0 on vérifie l' irréversibilité de la transformation.
2) Variation d'entropie du gaz subissant une transformation isotherme réversible:
ΔSgaz=RlnVf
Vi =-Rln2=-5,8J.K-1.Variation d'entropie du thermostat :
ΔSTh=-Qgaz
TthorΔUgaz=Wgaz+Qgaz=0donc-Qgaz=Wgaz. Or
δWgaz=-PdV=-nRTth
VdVd'où après intégration:Wgaz=-nRTthlnVfVid'où
ΔSth=-RlnVf
Vi=Rln2=5,8J.K-1
Entropie de création : Scréation=ΔSgaz+ΔSThd'où Scréation=0 on vérifie la réversibilité de la transformation.
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