Bonjour
pourriez vous m'aider sur cet exercice:
Un long tube vertical ouvert, de section s = 12 cm², est maintenu sur une cuve à eau à la température de 35°C pour laquelle la pression de vapeur saturante de l'eau est ps = 4,2 cm de mercure. (On rappelle que 1 atmosphère = 105 Pa = 76 cm de mercure).
L'extrémité supérieure du tube est à une hauteur h = 90 cm au-dessus de la surface libre de l'eau. Lors de l'évaporation de l'eau à travers le tube, avec une densité de flux moléculaire Jn, on supposera qu'il s'établit le long du tube un régime stationnaire de diffusion de la vapeur d'eau dont on désignera par D le coefficient de diffusion.
1) Exprimer la concentration moléculaire de la vapeur d'eau N(h) au sommet du tube en fonction de h, D, Jn et de la concentration N(0) au niveau z = 0 de contact liquide-vapeur.
2) Un courant d'air approprié permet d'éliminer complètement l'eau évaporée au sommet du tube en maintenant un état stationnaire de diffusion. La masse d'eau évaporée est alors de 5,0 mg par heure. Calculer :
a) la concentration moléculaire N(0) au niveau z = 0 de contact liquide-vapeur ;
b) la densité de flux moléculaire Jn dans le tube ;
c) le coefficient de diffusion de la vapeur d'eau à 35 °C sous 1 atmosphère. On admettra que la vapeur d'eau est un gaz parfait.
On donne : masse molaire de l'eau M = 18 g ; nombre d'Avogadro Nav = 6,02.1023 ; constante des gaz parfaits R = 8,31 J.mole-1.K-1.
ce que j'ai trouvé:
1) N(h) = -Jn h /D +N(0)
2)a) N(0) = Psat /RT
b)Jn=
avec m/dt la masse d'eau évoporer par heure
c) je ne sais pas comment m'y prendre..
Pouvez vous m'aider merci
Bonjour,
D'accord avec tes réponses. Une remarque concernant ta réponse 2a) : elle est correcte si N(0) est mesuré en mol/m3 ; or, il me semble que N désigne ici le nombre de molécules d'eau par unité de volume ; j'aurais donc tendance à multiplier ton résultat par la constante d'Avogadro.
Pour 2c), l'énoncé précise : " Un courant d'air approprié permet d'éliminer complètement l'eau évaporée au sommet du tube" ; cela t'autorise à poser en bonne approximation : N(h)0.
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