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Auteur(s)
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Louis SCHUFFENECKER : Docteur ès Sciences - Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Industries Chimiques de Nancy (ENSIC) - Professeur de Thermodynamique à l’ENSIC
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Jacques DELLACHERIE : Docteur ès Sciences - Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Industries Chimiques de Nancy (ENSIC) - Professeur de Thermodynamique à l’ENSIC
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Dans cet article, nous traiterons des températures et enthalpies de fusion et d’ébullition normales des composés organiques.
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4. Équilibres entre phases d’un corps pur
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Équations d’état d’une phase
L’expérience montre qu’un corps pur monophasique est représentable à l’aide d’un système fermé uniforme possédant deux degrés de liberté. Cela signifie qu’il suffit de fixer la valeur de deux grandeurs d’état intensives arbitraires pour imposer l’état thermodynamique du système.
En conséquence :
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si l’on prend trois propriétés intensives (x, y, z) quelconques, il existe forcément une relation entre elles, appelée équation d’état :
f (x, y, z ) = 0 -
toute propriété molaire Z m (donc intensive) est représentable par une fonction de T et de p ou encore :
f (Zm , T, p ) = 0
Exemplef (V m , T, p ) = 0 : équation d’état volumique de la phase ;
p V m – RT = 0 : équation d’état du gaz parfait.
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Modélisation d’un corps pur
Dans certaines conditions, un corps pur peut exister simultanément sous plusieurs phases en équilibre.
On le représente alors à l’aide d’un système chimique particulier :
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il est globalement fermé ;
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il peut échanger de la chaleur et du travail mécanique volumique avec le milieu extérieur ;
-
il est, à chaque instant, en équilibre interne, ce qui impose les contraintes suivantes :
-
la température T est uniforme,
-
la pression p est uniforme,
-
le potentiel chimique g * est uniforme et, par conséquent, la fugacité f * l’est aussi ;
-
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il est constitué d’un certain nombre (ϕ ) de sous-systèmes monophasiques uniformes et adjacents. Ces sous-systèmes sont ouverts car ils peuvent échanger de la matière entre eux (vaporisation, fusion, etc.).
Les propriétés...
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