Série 6 - ABCsite

TD de thermodynamique Série n° 6
IAV >> El M
1/2
année 2005-2006
série N° 6
INSTITUT AGRONOMIQUE
ET VETERINAIRE HASSAN II
UNITE DE PHYSIQUE
Exercice 1 :
3
Un récipient de volume V = 1 m fermé, contient de l’air humide dont les caractéristiques
sont : la température t1 = 20 °C, la pression P = 1 bar et l’humidité relative ϕ 1 = 0,5 .
1- Calculer l’humidité absolue x1 ?
2- Comment faut-il faire varier la température, à volume constant, pour amener cet air à la
saturation ?
Exercice 2 :
Un cylindre de volume V1 = 2 dm3 fermé par un piston, contient initialement de l’air
humide à la température t1=15 °C, à la pression P1 = 1 bar, et à l’humidité relative ϕ 1 =
0,2.
1- Quelle augmentation de pression isotherme (piston lentement enfoncé dans le
cylindre) faut-il faire subir à cet air pour l’amener à la saturation ?.
2- Calculer la masse d’eau liquide par Kg d’air sec qui apparaît si la variation de la
pression réalisée est égale à 1,25 fois celle qui est juste suffisante pour provoquer la
saturation ?.
Exercice 3 :
De l’air humide qui se trouve dans un état initial, caractérisé par sa température t1 =
18 °C, sa pression P1 = 1 bar et son humidité relative ϕ 1 = 0,8 , est refroidi à pression
constante et sans échange de matière avec le milieu extérieur jusqu’à la température de 4
°C .
1- Quelle est la production d’eau liquide par Kg d’air sec ?
2- Quelle est la quantité de chaleur à soustraire à cet air humide par Kg d’air sec ?
3- A partir de quelle température un brouillard commence-t-il à se former ? .
Exercice 4 :
Soit un air humide non saturé, de caractéristiques ( P, t , x ).
1- Calculer la masse molaire équivalente Mx en fonction de x et représenter
graphiquement .
2- Calculer le volume par Kg d’air sec et le volume par Kg d’air humide V0 en fonction
de P, t et x
Exercice 5 :
De l’air humide a pour caractéristiques : P = 1 bar , t = 80°C et ϕ = 0,5 .
Calculer le taux de saturation et comparer à l’humidité relative .
On donne : Ps,80 = 473,6
Exercice 6 :
Même énoncé qu’en 4 ; utiliser le diagramme ( h , x ) .
IAV >> El M
TD de thermodynamique Série n° 6
2/2
Exercice 7 :
On considère de l’air humide, dont les caractéristiques sont : t1 = 75 °C, ϕ 1 = 0, 6,
utilisé dans un séchoir à pression constante voisine de 1 bar. Au contact des produits à
sécher l’air se charge et devient saturé sans excès de vapeur d’eau, puis quitte le séchoir à
la température de 70 °C.
Quelle est, par Kg d’air sec présent dans l’air de circulation, la masse d’eau enlevée aux
produits à sécher ?
Exercice 8 :
Une mesure de l’état hygrométrique de l’air ambiant, effectuée à l’aide d’un
hygromètre à condensation, donne tr = 14 °C, alors que la température ambiante est t =
34 °C (la pression est voisine de 1 bar ).
Déterminer x , ϕ et h ?
Exercice 9 :
Une mesure de l’état hygrométrique de l’air ambiant, effectuée à l’aide d’un
psychromètre à deux thermomètres, donne th = 23,4 °C, alors que la température
ambiante est t = 32 °C ( la pression est voisine de 1 bar ).
Déterminer x , ϕ et h ?
Exercice 10 :
On désire chauffer l’air d’une serre tout en la débarrassant d’une partie de la vapeur
qu’il contient, pour cela on envisage le dispositif fonctionnant avec les hypothèses
suivantes :
♣ L’air humide (température t0) est aspiré dans un premier échangeur E1 (température t1)
d’où il en ressort asséché à la (température t1). on a t0 = 27 °C et t1 = 18 °C.
♣ L’air asséché passe dans un deuxième échangeur de chaleur E2 d’où il ressort à la
température t1 = 40 °C.
♣ Une pompe à chaleur est disposée entre les «sources » E1(t1 )et E2(t2 ). Son efficacité est
e = 3,6.
On considérera que l’air évolue à pression constante P0 =1 atm ;que la quantité d’eau
condensée est de 3,51/h, et que la variation d’enthalpie de l’eau liée à cette condensation
est
He (t1) – Hv (t0) = -600 Kcal/kg.
La capacité calorifique de l’air est Cp = 7 cal /mole.°K
Déterminer le débit d’air (nombre de moles traversant l’appareil par heure) ?
Calculer le rendement global pour le réchauffement de l’air ?