Lorsqu’un liquide s’évapore son passage par un processus où

• le liquide se réchauffe à la température d’évaporation
• le liquide s’évapore à la température d’évaporation en changeant d’état de fluide à gaz
• la vapeur se réchauffe au-dessus de la température d’évaporation -. surchauffe

La chaleur transférée à une substance lorsque la température change est souvent appelée chaleur sensible. La chaleur nécessaire au changement d’état lors de l’évaporation est appelée chaleur latente d’évaporation.

La vapeur la plus courante est l’eau évaporée – vapeur ou humide.

Enthalpie

L’enthalpie d’un système est définie comme la masse du système – m – multipliée par l’enthalpie spécifique – h – du système et peut être exprimée comme suit :

H = m h (1)

où

H = enthalpie (kJ)

m = masse (kg)

h = enthalpie spécifique (kJ/kg)

. enthalpie (kJ/kg)

Enthalpie spécifique

L’enthalpie spécifique est une propriété du fluide et peut être exprimée comme suit :

h = u + p v (2)

où

u = énergie interne (kJ/kg)

p = pression absolue (N/m2)

v = volume spécifique (m3/kg)

Une partie des propriétés de la vapeur d’eau – vapeur d’eau – peut être exprimée dans un tableau comme suit :

Pour un tableau complet avec l’enthalpie et l’entropie – faites tourner l’écran !

• s est l’entropie de la vapeur
• suffixe – f – se réfère au liquide saturé
• suffixe – g – se réfère à la vapeur saturée – vapeur

L’énergie interne – u – peut être calculée à partir de (2) et est souvent omise dans les tableaux. vf – change très peu et est également souvent omise.

• 1) se référer au vide absolu.
• 2) se référer à l’ébullition de l’eau à l’atmosphère standard.
• 3) se référer au point critique de l’eau. Pour des pressions supérieures au point critique, il n’y a pas de transition définie du liquide à la vapeur.

Enthalpie spécifique de l’eau saturée

L’enthalpie spécifique de l’eau saturée – hf – peut être obtenue à partir des tableaux comme ci-dessus. La valeur dépend de la pression.

Pour l’eau saturée à l’atmosphère standard – 2) -l’enthalpie spécifique – hf – est de 419 kJ/kg. À l’atmosphère standard – 1 bar (14,7 psi) – l’eau commence à bouillir à 100 oC (212 oF).

L’enthalpie spécifique de l’eau (en unités SI) peut être calculée à partir de :

hf = cw (tf – t0) (3)

où

hf = enthalpie de l’eau (kJ/kg)

cw = chaleur spécifique de l’eau (4.19 kJ/kg.oC)

tf = température de saturation (oC)

t0 = température de référence = 0 (oC)

Enthalpie spécifique de la vapeur saturée

L’enthalpie spécifique de la vapeur saturée – hg – peut être obtenue à partir des tableaux comme ci-dessus. La valeur dépend de la pression.

Pour la vapeur saturée à l’atmosphère standard – 2) – l’enthalpie spécifique – hg – est de 2676 kJ/kg.

L’enthalpie spécifique d’évaporation peut être calculée à partir de :

he = hg – hf (4)

où

he = enthalpie spécifique d’évaporation (kJ/kg)

L’enthalpie spécifique d’évaporation pour l’eau à l’atmosphère standard est de :

he = (2676 kJ/kg) – (419 kJ/kg)

= 2257 (kJ/kg)

Exemple – Énergie pour évaporer de l’eau

L’énergie pour évaporer une certaine quantité d’eau peut être calculée comme

Q = he m (4b)

où

Q = énergie d’évaporation (kJ)

m = masse d’eau (kg)

L’énergie pour évaporer 5 kg d’eau à la pression atmosphérique peut être calculée comme suit

Q = (2257 kJ/kg) (5 kg)

= 11285 kJ

Enthalpie spécifique de la vapeur surchauffée

L’enthalpie spécifique de la vapeur surchauffée peut être calculée à partir de :

hs = hg + cps (ts – tf) (5)

où

hs = enthalpie de la vapeur surchauffée (kJ/kg)

cps = chaleur spécifique de la vapeur à pression constante = 1.860 (kJ/kg oC)

tf = température de saturation (oC)

ts = température de la vapeur surchauffée (oC)

cps = 1,860 (kJ/kg oC) à l’atmosphère standard. Sachez que cps varie avec la température.

Unités courantes d’enthalpie spécifique

• 1 kJ/kg = 1000 J/kg
• 1 erg/g = 1E-4 J/kg
• 1 Btu/lbm = 2326 J/kg
• 1 cal/g = 4184 J/kg

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