L ’eau dans la planète Terre

Présentation au sujet: "L ’eau dans la planète Terre"— Transcription de la présentation:

1 L ’eau dans la planète Terre

2 Diagramme de phase solide liquide + liquide solide vapeur + liquide

3 Diagramme de phase dans le plan p(T)
pc Pc = mb liquide Courbe de fusion ou solidification Courbe de vaporisation ou condensation Pt = 6.11 mb solide Point triple vapeur gaz Courbe de sublimation ou condensation solide T Tt= 0,0098 ºC Tc= 373,84 ºC

4 Chaleur latente ou de passage
Les changements de phase sont toujours accompagnées de changement de volume spécifique Il s ’en suit que pendant un changement de phase: 1) Le système réalise du travail 2) De la chaleur est absorbée ou libérée par le système

5 Chaleur latente ou de passage
La chaleur de passage dépend du type de changement de phase: 1) Chaleur latente de sublimation (ls) 2) Chaleur latente de fusion (lf) 3) Chaleur latente de vaporisation (lv)

6 Chaleur latente ou de passage
Chaleur latente L: la chaleur libérée ou absorbée pendant le changement de phase d ’une certaine quantité de masse m Chaleur latente spécifique: la chaleur libérée ou absorbée par unité de masse pendant un changement de phase

7 Chaleur latente ou de passage
Relation entre la chaleur latente de passage et d ’autres variables thermodynamiques: La variation d ’entropie suite au passage de la phase I à II

8 Chaleur latente ou de passage
Chaleur absorbée ou libérée par le système

9 Chaleur latente ou de passage
D ’autre part: La variation d ’entropie suite au passage de la phase I à II

10 Chaleur latente ou de passage
En intégrant entre I et II L ’équation Nous obtenons: Puisque p et T sont constantes.

11 Chaleur latente ou de passage
Et le lien entre les variables d ’état et la chaleur latente sont évidentes:

12 Chaleur latente ou de passage
Chaleur latente : la chaleur libérée ou absorbée pendant un changement de phase La chaleur latente du passage de la phase I à II peut être exprimée en termes de variation d ’entropie par:

13 Chaleur latente ou de passage et enthalpie
La chaleur latente est égale à la différence entre les deux enthalpies de deux phases du système.

14 Relation entre les diverses chaleurs latentes
À température constante, la chaleur de sublimation est égale à la somme de la chaleur de fusion et de la chaleur de vaporisation:

15 Chaleur latente ou de passage Valeurs pour l ’eau
Constantes ?

16 Chaleur latente ou de passage dépendance de la température
Où T est en ºC

17 Chaleur latente ou de passage variation avec la température
Et comme

18 Chaleur latente ou de passage variation avec la température
De la première loi appliquée à la glace:

19 Chaleur latente ou de passage variation avec la température
De façon analogue

20 Chaleur latente ou de passage variation avec la température
Lois de Kirchhoff

21 Équation de Clausius - Clapeyron
Établissons maintenant les courbes d ’équilibre entre les phases. Deux phases I et II d ’une substance sont en équilibre si:

22 Équation de Clausius - Clapeyron
(g+dg)II p+dp (T+dT,p+dp) (g)II (g+dg)I p (T,p) (g)I T T T+dT

23 Équation de Clausius - Clapeyron

24 Équation de Clausius - Clapeyron
ou Équation de Clausius Clapeyron

25 Équation de Clausius - Clapeyron vapeur saturée par rapport à un plan d ’eau pure
Équation de Clausius Clapeyron : vapeur d ’eau

26 Équation de Clausius - Clapeyron Vapeur saturée par rapport à un plan de glace pure
Considérant lv constante, nous obtenons par intégration

27 Sursaturation e esw Liq. esw Vap. Sol. esi T B’ A’ Région d ’eau
en état surfondu Point triple B A esi T

28 L ’eau dans l ’atmosphère et l ’air humide

29 Équation d ’état pour l’air sec atmosphérique
Soit p la pression, d la densité et Td la température de l ’air sec. À l ’équilibre les trois variables thermodynamiques sont reliées par l ’équation.

30 La vapeur d ’eau

31 Équation d ’état de l ’air humide
puisque et

32 Équation d ’état de l ’air humide
Air humide = air sec + vapeur d ’eau

33 Humidité dans l ’atmosphère: pression de vapeur

34 Humidité dans l ’atmosphère: densité de la vapeur

35 Humidité dans l ’atmosphère: rapport de mélange

36 Humidité dans l ’atmosphère: humidité spécifique

37 Humidité dans l ’atmosphère: humidité relative

38 Température virtuelle
Prouvez que:

39 « Constantes » caractéristiques de l ’air humide
Voir acétates des notes de cours Enrico Torlaschi