Université Kasdi Merbah Ouargla Faculté des sciences et

Université Kasdi Merbah Ouargla
Faculté des sciences et technologies et sciences de la matière
Département des hydrocarbures et de chimie
Travaux dirigé de thermodynamique
Prof : Ali Zerrouati
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Exercices de thermodynamique II – Master I production-Hydrocarbure
I / Un gaz se détend dans les aubages d’une turbine à gaz. L’enthalpie initiale du gaz est de H1
= 866,4Kj/Kg et la vitesse V1 = 70m/s. Le débit massique du gaz à travers la turbine est de Qm
= 10Kg/s. L’enthalpie des gaz en sortie de la turbine est de H2=332,3Kj/Kg et la vitesse de V2
= 100m/s. On suppose le processus adiabatique.
Calculer la puissance développée par la turbine.
II / On considère une masse de gaz formée d’oxygène et d’azote sous la pression de 20 bars et
à la température de 1150K. Les chaleurs massiques cvO2 = 0,65Kj/Kg.K et cvN2 =0,74 Kj/Kg.K
et γO2 = γN2 = γ =1,4. Calculer la fraction molaire ainsi que le nombre de mole d’azote par
unité de volume et les chaleurs massiques du gaz à partir de celles des composants de ce gaz.
La fraction massique de l’oxygène est de 0,61.
III / L’analyse d’un gaz de ville a donné pour sa composition en volume les résultats
suivants : Hydrogène 50%, méthane (CH4) 30%, monoxyde de carbone (CO) 15% ;
anhydride carbonique (CO2) 3% et azote (N2) 2%. Calculer la composition massique du
mélange de gaz supposé parfait. Déterminer la masse volumique du mélange à 25°c sous la
pression de 1bar.
IV/ Calculer l’entropie de l’air parfait par unité de temps dans les trois cas de l’exo VII de la
série d’exo I
V/ Une bouteille de gaz contient 1Kg d’oxygène sous la pression de 12 atm absolue à 10°c est
exposée à une source de chaleur de température 1500K. La température du gaz s’élève à 50°c.
Calculer :
Le volume de la bouteille et la nouvelle pression du gaz.
La quantité de chaleur absorbée par le gaz.
La variation de l’entropie du gaz et la variation de l’entropie totale du système source gaz.
Quelle masse de gaz est tirée de la bouteille lorsque sa pression rechute à 8atm relative.