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Thermodynamique

Extrait des ressources pédagogiques : version PDF

Auteurs :

Cédric Brandam, Marie-Line Délia, Xavier Joulia, Carine Julcour

Objectifs :

Savoir réaliser un bilan matière et un bilan énergétique sur un procédé. Etre capable de calculer les propriétés thermodynamiques de corps purs à faible pression. Savoir manipuler les diagrammes thermodynamiques de corps purs. Donner les bases du calcul des équilibres chimiques et entrephases nécessaires à une bonne utilisation des logiciels de simulation de procédés (ASPEN, PROSIM...).

Sommaire :

Les lois de conservation : Systèmes fermés, systèmes ouverts, systèmes en régime permanent, bilan matière (global, partiel, avec et sans réaction chimique), travail, chaleur, premier principe, énergie totale, énergie interne, enthalpie, propriétés de ces fonctions. Extension du premier principe aux systèmes ouverts en régime permanent, bilans énergétiques.
Les lois d'évolution et d'équilibre des systèmes : Deuxième principe, l'entropie, l'énergie libre, l'enthalpie libre, les propriétés de ces fonctions d'état. Extension du deuxième principe aux systèmes ouverts en régime permanent, exergie.
Propriétés des corps purs : Diagramme de Clapeyron, lois de tension de vapeur, diagramme température-entropie, diagramme pression-enthalpie, coordonnées réduites, facteur de compressibilité de Lewis, facteur acentrique, diagrammes généralisés.
Les mélanges de liquides : Mélanges idéaux et non idéaux, diagramme enthalpie-composition.
Les équations d'état des corps purs : Equations spécifiques aux gaz, équations à deux paramètres (VdW, RK), équations à trois paramètres (SRK, PR), autres équations d'état (BWR, LKP).
Calcul des propriétés thermodynamiques des corps purs
: Relations fondamentales (Maxwell...), grandeurs résiduelles, enthalpie et entropie résiduelle, calcul des propriétés des gaz et des liquides, calcul de tension de vapeur par équations d'état.
Mélanges
: Grandeurs molaires partielles, potentiel chimique, mélanges de gaz parfaits, mélanges idéaux, mélanges quelconques, grandeurs de mélange, grandeurs d'excès, fugacité, coefficients d'activité (influence de T et P), détermination expérimentale de coefficients d'activité, test de cohérence.
Relations pour le calcul des coefficients d'activité
: Mélanges réguliers (relation d'HILDEBRAND), systèmes binaires (relations de MARGULES, VAN LAAR, WILSON, NRTL, UNIQUAC), sytèmes multiconstituants (relations de WILSON, NRTL, UNIQUAC), méthodes d'estimation (ASOG, UNIFAC).
Calcul des équilibres liquide-solide et liquide-liquide
: Mise en équation des équilibres liquide-solide, résolution dans le cas général et dans le cas de systèmes dilués, enthalpie libre de mélange et démixtion, mise en équation des équilibres liquide-liquide, résolution dans le cas général, cas des systèmes binaires et des systèmes dilués.
Calcul des équilibres liquide-vapeur sous faible pression
: Les équations d'équilibre et leurs résolutions, simplification dans le cas d'un mélange liquide idéal, cas des binaires azéotropiques, cas des systèmes dilués, équilibres liquide-liquide-vapeur.

Contact

Equipe TICE (tice-inpt @ inp-toulouse.fr)


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