2. La détente de Joule Kelvin - Pagesperso

Thermodynamique
Les deux détentes de Joules
1. La détente de Joule Gay Lussac
1.1. La détente de Joule Gay Lussac
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Les deux détentes de Joules
1. La détente de Joule Gay Lussac
1.1. La détente de Joule Gay Lussac
Détente de Joule Gay Lussac : détente brutale d'un gaz dans le vide et enceinte
calorifugée
Système {Gaz et vide}
Détente isoénergétique
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Les deux détentes de Joules
1. La détente de Joule Gay Lussac
1.1. La détente de Joule Gay Lussac
Etat initial
Etat final
Système {Gaz et vide}
Détente isoénergétique
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Les deux détentes de Joules
1. La détente de Joule Gay Lussac
1.2. Première Loi de Joule
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Les deux détentes de Joules
1. La détente de Joule Gay Lussac
1.2. Première Loi de Joule
Un gaz suit la première loi de Joule si sa température DT ne varie pas lors de la
détente isoénergétique de Joule Gay Lussac
Si un gaz est parfait, alors il vérifie la première loi de Joule
Le gaz de Van der Walls ne suit pas la première loi de Joule.
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
Pompe à chaleur
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
Pompe à chaleur
Succession d'enceintes ouvertes, en régime permanent.
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
Compresseur
Echangeur thermique
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
On se ramène à système fictif fermé S*(t)= E(t)+matière entrante pdt dt
S*(t+dt)= E(t+dt)+matière sortante pdt dt
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
On se ramène à système fictif fermé S*(t)= E(t)+matière entrante pdt dt
S*(t+dt)= E(t+dt)+matière sortante pdt dt
Conservation de la matière
Donc
Car
Le système est en régime permanent
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
On se ramène à système fictif fermé S*(t)= E(t)+matière entrante pdt dt
S*(t+dt)= E(t+dt)+matière sortante pdt dt
Conservation de la matière
Le débit massique se conserve
en régime permanent
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
On se ramène à système fictif fermé S*(t)= E(t)+matière entrante pdt dt
S*(t+dt)= E(t+dt)+matière sortante pdt dt
Premier principe
Or
Donc
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2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
Compresseur (calorifugé)
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2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
Echangeur thermique (long tube métallique sans partie mobile)
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2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.2. La détente de Joule Kelvin
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2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.2. La détente de Joule Kelvin
Détente de Joule Kelvin: détente en régime permanent dans un étranglement
calorifugé.
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2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.2. La détente de Joule Kelvin
Détente de Joule Kelvin: détente en régime permanent dans un étranglement
calorifugé.
Détente isenthalpique
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2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.3. La seconde Loi de Joule
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.3. La seconde Loi de Joule
Un gaz suit la deuxième loi de Joule si sa température ∆T ne varie pas lors de la
détente isenthalpique de Joule Kelvin
Si un gaz est parfait, alors il vérifie la seconde loi de Joule
Le gaz de Van der Walls ne suit pas la seconde loi de Joule.
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Les deux détentes de Joules
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.3. La seconde Loi de Joule
Nous avons vu que si un gaz est parfait, alors il vérifie la première et la seconde loi de
Joule
Réciproquement, si un gaz vérifie la première et la seconde loi de Joule, alors il est
parfait.
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Les deux détentes de Joules
3. Exemple de cycle : Turbine à Gaz
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Les deux détentes de Joules
3. Exemple de cycle : Turbine à Gaz
Turbine à gaz
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Les deux détentes de Joules
1. La détente de Joule Gay Lussac
1.1. La détente de Joule Gay Lussac
1.2. La première Loi de Joule
2. La détente de Joule Kelvin (Joule Thomson)
2.1. Etude d'un système ouvert en régime permanent
2.2. La détente de Joule Kelvin
2.3. La seconde Loi de Joule
3. Exemple de cycle : Turbine à Gaz
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