6)Dessiner dans le planp−vle trac´e d’une isotherme de van der Waals

Universit´e catholique de Louvain Unit´e de Thermodynamique

MECA1855 - Thermodynamique et Energetique Professeur M. Papalexandris

Questions sur le Chapitre “la thermodynamique des vapeurs”

1) Donner les d´efinitions du point critique et du point triple d’une substance. Quel est le nombre de degr´es de libert´e d’une substance au point triple.

2)L’´equation d’´etat de Van der Waals est donn´ee parp = R T /(v−b)−a/v². Expliquer la signification physique des constantes a, b. Expliquer comment on peut calculer les constantes a, bpar connaissance des valeurs des variables d’´etat au point critique.

3) D´emontrer qu’au point critique (p_c, T_c) la r´elation suivante est valable pour un gaz Van der Waals,

∂T

∂v

pc

= 0.

4) Utiliser la r´elation pr´ecedante plus une r´elation convenable pour la difference c_p −c_v et d´emontrer qu’au point critique (p_c, T_c) la chaleur massique c_p d’un gaz Van der Waals est infinie.

5) Donner la d´efinition du “retard `a la vaporisation” d’un liquide.

6)Dessiner dans le planp−vle trac´e d’une isotherme de van der Waals. Quelle est la portion instable dans le trac´e. Quelle est la signification d’instabilit´e.

7) D´ecrire et expliquer le processus de r´econciliation de la portion instable de trac´e d’une isotherme d’´equation de van der Waals avec les observations exp´erimentalles (reconstruction de Maxwell).

8) Donner la d´efinition du titred’un m´elange liquide/vapeur `a l’´equilibre.

9) D´eriver le formule de Clapeyron pour la chaleur de vaporisation d’un fluide.

10) Calculer la variation d’´energie interne, d’enthalpie et d’entropie le long de l’isotherme liquide T₀ = 273,15K par rapport `a l’´etat du liquide satur´e `aT₀.

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11) Calculer les valeurs d’´energie interne u⁰, d’enthalpieh⁰ et d’entropie s⁰ pour les ´etats de liquide satur´e, ainsi que les valeurs d’´energie interneu⁰⁰, d’enthalpieh⁰⁰ et d’entropies⁰⁰ pour les ´etats de vapeur satur´e.

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