Liquéfaction des gaz  RAPPELS THÉORIQUES

 

 

ISOTHERME D'UN FLUIDE PUR

1. Températures supérieures à une valeur Tc.

  • Pour les températures supérieures à Tc, dite température critique, le fluide est gazeux. Toute réduction de son volume s'accompagne d'une augmentation de sa pression. La loi est dite loi des gaz parfaits (ou équation des gaz parfaits) :

PV = n RT

2. Températures inférieures à la température critique (voir aussi en les gaz réels et les changements d'état).

La courbe comporte un palier horizontal.

  • L'isotherme se fractionne en 3 régions :
    • région A : compression du fluide gazeux suivant la Loi de MARIOTTE : P(q) = Po (1 + aq)
    • région B : liquéfaction du fluide. Dès qu'on atteint la pression Po, dite pression de vapeur saturante, une goutte de liquide se forme ; la totalité du gaz se liquéfie alors à pression constante. La pression reste pratiquement constante.
    • région C : compression du liquide.

 

ISOTHERME D'UN MÉLANGE DE 2 FLUIDES

1 - Pression partielle d'un gaz.

2 - Titre d'un mélange de gaz.

X1 = P1 / ( P1+ P2) = N1 / ( N1+ N2)

N1 et N2 sont, respectivement, les nombres de moles des gaz 1 et 2.

La courbe comporte deux parties rectilignes de pentes différentes.

  • Lorsqu'on étudie un mélange, la température d'étude doit être inférieure à la température critique de l'un des gaz. Quand on comprime le mélange gazeux, on accroît P donc simultanément P1 et P2.
  • Lorsque, à la température T, P atteint la valeur de la pression saturante du gaz 1, celui-ci se condense (d'où P(V) = cste), alors que la pression de l'autre satisfait toujours à : PV = nRT = K/T.