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Niveau école ingénieur
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Variance

Posté par
MsWest5
07-01-18 à 18:39

Bonsoir,
je souhaiterais calculer la variance d'un système binaire constitué de n-pentane et de propane à 100°F et 150 PSI.
D'après la définition qu'on nous a donné : F = C + 2 - \phi - R - s
où F : variance
C : nombre de constituants
\phi : nombre de phases
R : nombre de relations chimiques
s : nombre de relations supplémentaires (si présence d'un azéotrope par exemple)
Je ne saisis pas bien ce qu'on entend par "relations supplémentaires" ? Comment suis-je censée savoir si un azéotrope est présent sans avoir le diagramme binaire ?

Merci par avance !

Posté par
vanoise
re : Variance 07-01-18 à 19:10

Bonsoir
Les relations particulières supplémentaires dépendent justement du contexte expérimental. Impossible donc de répondre de façon précise sans avoir un énoncé précis sur ce contexte :
y-a-t-il ou non réaction chimique entre les constituants, ces réactions sont-elles influencées par une variation de température, par une variation de pression ?
En absence de réaction chimique, a-t-on équilibre physique par changement de phase ?
etc...
Remarque : dans certains cas un peu piégeants, il est parfois plus simple de revenir à la définition de F :
F=X-Y
avec :
X : nombre total  de paramètres intensifs caractérisant le système à l'équilibre ;
Y : nombre de relations existant entre ces paramètres intensifs à l'équilibre.
Bref : tu ferais mieux de proposer un exemple concret qui te pose problème en expliquant exactement ce que tu ne comprends pas...

Posté par
MsWest5
re : Variance 08-01-18 à 00:29

Merci pour votre réponse. Je vous fournis mon énoncé :
Soit un système binaire constitué de n-pentane et de propane à 100°F et 150 PSI. Déterminez la variance du système et la compositions des phases liquide et vapeur en utilisant le nomogramme des coefficients d'équilibre Ki de Hadden et Grayson.

Pour la composition, je trouve K1=0,13 et K2=1,25 et donc x1=0,03 ; y1=0,22.

Mon soucis est pour le calcul de la variance. Je ne sais pas si il y a une relation supplémentaire à prendre en compte ou non.

Posté par
MsWest5
re : Variance 08-01-18 à 00:41

Je n'ai pas précisé mais j'ai appelé le  n-pentane "1" et le propane "2".
x1 est la composition du n-pentane liquide et y1 la composition du n-pentane gazeux.

Posté par
vanoise
re : Variance 08-01-18 à 14:00

Je redémontre la règle de Gibbs dans le cas particulier d'un diagramme binaire en état d'équilibre.
Les variables intensives du problème pour phases sont :
1° : la pression ;
2° : la température ;
3° : les fractions molaires (ou fractions massiques) de chacun des deux constituants dans chacune des phases : 2 inconnues ;
Nombres de paramètres intensifs à l'équilibre : X=2+2
Les relations à l'équilibre entre ces paramètres intensifs sont :
1° la somme des deux fractions molaires des deux constituants dans chacune des phases vaut 1. Cela donne relations ;
2° le potentiel chimique de chaque constituant est le même dans chacune des phases ; cela donne 2(-1) relations :
Nombre de relations à l'équilibre entre les paramètres intensifs :
Y=3-2
Variance :
F=X-Y=2+2-[3-2]=4-
A comparer à la variance du corps pur en équilibre sous phases :
F=3-.

Posté par
MsWest5
re : Variance 09-01-18 à 17:25

D'accord !! merci pour votre réponse !



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