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RÉSUMÉ
Cet article présente quatre tableaux de propriétés thermodynamiques de l’eau, trois pour les domaines biphasés ; un pour l’équilibre liquide et vapeur. Les valeurs ont été élaborées sur la préconisation par l’IAPWS (International Association for the Properties of Water and Steam), à l’exception des domaines extrêmes de températures (au-delà de 1 500 K) et de pressions (au-delà de 0,05 MPa). Sont reportées masses volumiques, enthalpies, entropies, capacités thermiques à volume et pression constantes. Des équations sont livrées pour le calcul des grandeurs thermoélastiques et l’énergie interne.
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Pierre PERROT : Professeur émérite - Laboratoire de métallurgie physique - Université des Sciences et Technologies de Lille
INTRODUCTION
Les propriétés thermodynamiques de l’eau sont présentées en quatre tableaux. Les tableaux 1, 2 et 3 sont relatifs aux domaines biphasés : équilibres entre les différentes variétés de glace et le liquide, équilibres solide-vapeur et liquide-vapeur. Le tableau 4 présente les propriétés thermodynamiques de l’eau dans les domaines monophasés liquide et vapeur.
La formulation utilisée est celle préconisée par l’IAPWS (International Association for the Properties of Water and Steam). Elle couvre un domaine de températures (de 0 à 1 000 oC) et de pressions (de 0,05 à 1 000 MPa) suffisamment large pour ne pas devoir être modifiée avant de nombreuses années. Les données relatives aux domaines extrêmes de températures (1 500, 2 000 et 2 500 K) et de pressions (de 0,05 à 100 MPa) ont également été présentées, mais elles ne sont pas déduites des formulations IAPWS tout en restant cohérentes avec les données tabulées à plus basses températures.
Les grandeurs tabulées sont les masses volumiques, enthalpies, entropies, capacités thermiques à volume et pression constantes. Les grandeurs thermoélastiques, ainsi que l’énergie interne n’ont pas été présentées pour ne pas alourdir démesurément les tableaux, mais, dans la mesure du possible, des équations simples et rigoureuses permettant de les calculer ont été données.
Le lecteur intéressé pourra consulter le site internet http://www.lsbu.ac.uk/water/ sur les propriétés physiques de l’eau, très complet et continuellement mis à jour. À la date de parution de ce dossier, il présentait plus de 1 050 références.
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6. Domaine monophasé
Le tableau 4 donne la masse volumique (ρ ), l’enthalpie (h ), l’entropie (s ) ainsi que les capacités thermiques à volume constant (c V ) et à pression constante (c p ), pour différentes pressions, comprises entre 50 kPa (0,5 bar) 1 GPa (10 kbar) et températures, comprises entre la température de fusion de la glace et 1 273 K (1 000 oC). Ces grandeurs sont tirées des équations de Wagner et Pruss . Elles présentent une discontinuité lors de la transition liquide-vapeur. Aux températures de transition (en gras dans le tableau), qui n’existent que pour les pressions inférieures à la pression critique, les valeurs relatives au liquide et à la vapeur sont indiquées. Le tableau 4 présente également, pour des pressions inférieures à 100 MPa (1 kbar), les grandeurs thermodynamiques tabulées à 1 500, 2 000 et 2 500 K. Ces valeurs ne sont pas déduites des formulations IAPWS qui ne peuvent pas être extrapolées à de telles températures, mais des compilations de Perry . Les deux ensembles de valeurs sont cohérents,...
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Domaine monophasé
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BRIDGMAN (P.W.) - Proc. Am. Acad. Arts Sci., - 47, p. 439-558 (1912).
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(3) - SAUL (A.), WAGNER (W.) - J. Phys. Chem. Ref. Data, - 18, p. 1537-1564 (1989).
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(4) - WAGNER (W.), SAUL (A.), PRUSS (A.) - J. Phys. Chem. Ref. Data, - 23 (3), p. 515-527 (1994).
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(6) - WAGNER (W.), COOPER (J.R.), BITTMANN (A.), KIJIMA (J.), KRETZSCHMAR (H.J.), KRUSE (A.), MARES (R.), OGUCHI (K.), SATO (H.), STÖCKER (I.), SIFNER (O.), TAKAISHI (T.), TANISHITA (I.), TRUHENBACH (J.), WILLKOMMEN (Th.) - J. Engning for Gas Turbines and Power, - 122...
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