Diagrammes de l'eau
Conception des circuits fluides en eau - Rappels fondamentaux

Plusieurs diagrammes sont utilisés pour présenter les caractéristiques de l'eau :

• le diagramme dit de phase : on peut désigner l'état de l'eau suivant la pression et la température. On a représenté, par exemple sur la figure 4, le diagramme de l'eau ;

• le diagramme enthalpie-pression qui permet de visualiser l'énergie thermique que contient une phase (ou un mélange) en fonction de la température.

L'eau peut exister sous trois états :

• l'état solide : la glace ;

• l'état liquide ;

• l'état gazeux : la vapeur.

Le passage de l'un à l'autre de ces états nécessite un apport ou une perte d'énergie et porte un nom spécifique. Attention, contrairement à la légende de la figure 4, on utilise dans le langage technique le terme de « condensation » pour désigner le passage de la vapeur au liquide. Un comportement très particulier de l'eau est celui de la transition solide – liquide. En effet, si l'on prend de la glace et qu'on augmente la pression on voit qu'elle va fondre, ce qui n'est pas le cas pour les autres corps.

Pour une température donnée, le passage d'un état à l'autre ne peut se faire qu'à une pression fonction de cette température (et inversement). Le point triple précise la pression et la température pour lesquelles on peut avoir coexistence des trois états (0,01 ^oC et 611 Pa pour l'eau). Au-dessus du point critique (374 ^oC et 221 bar pour l'eau) il n'y a plus de différence entre l'état liquide et l'état gazeux : on désigne ce fluide par le terme d'hypercritique.

Le passage de l'état liquide à l'état vapeur demande une quantité d'énergie sous forme thermique.

Cette énergie, appelée chaleur latente et souvent notée L, correspond à la variation d'enthalpie (la transformation se faisant en effet à pression constante). Lorsque la température et la pression correspondent à un point de la courbe de vaporisation, on peut avoir un mélange liquide/vapeur à l'équilibre. On définit le titre en vapeur x comme étant le pourcentage massique de vapeur du mélange. On peut le lire directement dans un diagramme thermodynamique (par exemple enthalpie-pression, voir figure 5) par...