Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Jean GOSSE : Professeur de Thermique en vue des applications à l’industrieConservatoire National des Arts et Métiers (CNAM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les grandeurs thermodynamiques d’un fluide gazeux ou liquide sont calculables à partir de son équation p V T. De multiples expressions analytiques permettent de représenter la compressibilité des fluides avec une précision acceptable, mais dans des domaines généralement peu étendus de pression et de température. Le lecteur se reportera aux articles de la rubrique Thermodynamique du traité Sciences fondamentales qui donnent les équations d’état les plus connues. Celles-ci ont des formes analytiques qui contiennent des paramètres dont les valeurs numériques sont déterminées par ajustement avec les essais de compressibilité.
L’eau, qui présente un comportement singulier à l’état liquide autour de 4 oC, a été très étudiée expérimentalement car elle est le vecteur énergétique industriel par excellence. Les autres fluides qui ont fait l’objet d’expérimentations, bien moins denses mais faibles, sont relativement peu nombreux eu égard à la variété offerte par la chimie. On peut s’appuyer sur une trentaine de corps purs pour, à partir des règles de l’analyse dimensionnelle, extrapoler à un fluide quelconque ce qui est commun aux fluides connus appartenant à la même famille.
Il faut donc définir des classes de fluides par leurs caractères moléculaires essentiels. On traitera brièvement des fluides quantiques qui constituent une famille très restreinte, pour porter toute l’attention aux fluides polyatomiques non polaires ou polaires. On montrera à travers des exemples comment exploiter l’approche de Pitzer, améliorée par Lee, Kesler et Wu, dans la résolution de problèmes pratiques. Le texte qui suit illustre une façon de calculer les propriétés thermodynamiques des fluides par une approche facilement utilisable par les ingénieurs.
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- Version archivée 1 de avr. 1957 par Claude ROBERT
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Équilibre liquide-vapeur d’un corps pur7. Fluides quantiques
Dans la liste des paramètres intrinsèques caractéristiques de la molécule 4.2 a été omise la constante de Planck h qui fixe l’échelle des mécanismes quantiques ; cela volontairement, car les phénomènes quantiques ne sont sensibles que pour un très petit nombre d’espèces.
Si l’analyse dimensionnelle est appliquée, le paramètre caractéristique des fluides quantiques est la constante réduite de Planck :
avec :
- σ (Å ou nm) :
- paramètre de longueur dans le potentiel d’interaction
- ε (J) :
- paramètre d’énergie dans le potentiel d’interaction.
Les fluides quantiques qui n’obéissent pas à la loi d’interaction 12-6 de Lennard-Jones 4, tout comme les fluides polaires, sont l’hydrogène, le deutérium et quelques gaz rares. Le tableau 29 donne les valeurs de h * par ordre décroissant et on constate que...
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Fluides quantiques
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - REID (R.C.), PRAUSNITZ (J.M.), SHERWOOD (T.K.) - The properties of gases and liquids. - 688 p., bibl. nombreuses réf., New York 3e éd., McGraw Hill (*Δ) (1977).
-
(2) - SVEHLA (R.A.) - Estimated viscosities and thermal conductivities of gases at high temperatures. - 119 p (contient les données ) Technical Report R-132, NASA* (1962).
-
(3) - Propriétés thermodynamiques et propriétés de transport des gaz pour les processus de compression et de détente. - [Répertoire de sources de données (53 p.) qui, principalement, reproduit la table de REID (R.C.), PRAUSNITZ (J.M.), SHERWOOD (T.K.) - The properties of gases and liquids. mais qui est plus facile à compulser], AFNOR FD E 51-300, oct. 1983.
-
(4) - PLANK (R.), RIEDEL (L.) - Ein neues Kriterium für der Verlauf der Dampfdruckurve am kritischen Punkt. - Ing. Arch. (D),16, p. 255-66 (1948).
-
(5) - PITZER (K.S.) - The volumetric and thermodynamic properties of fluids. I. Theoretical basis and virial coefficients. - J. Am. Chem. Soc., 77, p. 3427-33 (1955).
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