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RÉSUMÉ
Cet article traite des trois équilibres thermodynamiques (liquide-vapeur, liquide-solide, chimiques) et des phénomènes interfaciaux caractérisés par une forte anisotropie. Pour chacun, les conditions thermodynamiques d’équilibre y sont détaillées sans omettre de repartir des fondements des raisonnements. Pour terminer, il présente une estimation des constantes thermodynamiques, pour aider à combler les données manquantes des ouvrages spécialisés.
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Jean-Pierre CORRIOU : Ingénieur des Arts et Manufactures - Docteur ès Sciences - Maître-Assistant au Laboratoire de Chimie Nucléaire et Industrielle de l’École Centrale de Paris
INTRODUCTION
Cet article traite des équilibres thermodynamiques (liquide-vapeur, liquide-solide, chimiques) des phénomènes interfaciaux et présente une estimation des données thermodynamiques.
Celui-ci n’a pu qu’esquisser un panorama de méthodes ou de règles permettant au technicien ou à l’ingénieur d’obtenir des données thermodynamiques manquantes et de mener à bien ses calculs, et le lecteur tirera souvent grand profit de la fiche documentaire .
En général, nous allons chercher à faire ressortir les fondements des raisonnements et à assurer une continuité dans les exemples. Le but que nous nous sommes fixés sera atteint si le lecteur, attiré par un point particulier, prend plaisir à approfondir une question parfois complexe.
Cet article s’insère dans un ensemble consacré à la thermodynamique chimique. Le lecteur consultera donc également les articles suivants :
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5. Estimation des données thermodynamiques
Les constantes thermodynamiques pour les corps purs et les mélanges sont disponibles dans de nombreux manuels et ouvrages généraux [6] [30] [66] ou spécialisés sur un thème, par exemple :
-
[24] pour les équilibres liquide-vapeur ;
-
[73] pour les propriétés de mélange et d’excès.
Toutefois, les données manquent fréquemment à l’ingénieur de procédé, plus particulièrement en ce qui concerne les mélanges. L’objet de ce paragraphe 5 est de fournir quelques aides. Par ailleurs, une base très importante concernant les gaz et les liquides est fournie par Reid [54], alors que Kubaschewski [33] traite principalement du domaine métallurgique, Bondi [9] des cristaux, liquides et verres, et Van Krevelen [69] des polymères.
Reid [54] traite également des propriétés suivantes : viscosité, conductivité thermique, coefficients de diffusion, tension superficielle pour les gaz et les liquides purs ou les mélanges, qui ne seront pas abordées dans ce qui suit.
5.1 Constantes des corps purs (gaz, liquides)
Les calculs des grandeurs thermodynamiques pour les mélanges requièrent généralement la connaissance des constantes des composants du mélange pris individuellement.
HAUT DE PAGE5.1.1 Température, pression et volume critiques
La méthode de Lydersen, citée en [54], permet d’estimer les propriétés critiques Tc , Pc , Vc à partir des paramètres attribuables à chacun des groupes constitutifs d’une molécule (tableau 6). Il s’agit donc d’une technique de contribution de groupes.
Les équations de Lydersen sont :
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - OTURAN (M.A.), ROBERT (M.) - Thermodynamique chimique - . 1997, EDP Sciences.
-
(2) - DAMON (J.P.), VINCENS (M.) - Thermodynamique chimique - . 2001, CD-ROM et livret. Collection Grenoble Sciences. Université Joseph FOURIER.
-
(3) - PRIGOGINE (I.), KONDEPUDI (D.) - Thermodynamique - . 1999, Éd. Odile Jacob.
-
(4) - ABBOTT (M.M.), VAN NESS (H.C.) - Thermodynamique, cours et problèmes - . Série Schaum. 1995, McGraw-Hill.
-
(5) - DODE (M.) - Le second principe de la thermodynamique - . 1965, Société d’enseignement supérieur.
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(6) - GOKCEN (N.A.), REDDY (R.G.) - Thermodynamics - . 2e édition, 1996, Pergamon Press.
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