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Concept
Diagramme thermodynamique
Résumé
Un diagramme thermodynamique est une représentation graphique utilisée dans différents domaines pour pointer les valeurs de diverses grandeurs caractérisant l'état d'un fluide : pression (p), pression partielle des composantes, température (T), volume spécifique (v), enthalpie (h), entropie (s). L'intérêt de ces diagrammes est qu'ils permettent de tracer approximativement l'évolution de ces variables dans des fluides lors d'un travail au lieu de devoir la calculer par les équations de la thermodynamique.
Le tableau suivant présente quelques exemples de diagramme thermodynamiques.
On les utilise pour estimer dans les machines :
l'évolution isobare dans un échangeur de chaleur ;
l'évolution isentropique dans les compresseurs et les turbines de détente ;
l'évolution isenthalpique dans les conduites, les vannes ou les restrictions.
thumb|upright=1.25|Téphigramme
En météorologie, on utilise différents diagrammes thermodynamiques pour pointer les données de température et d'humidité (point de rosée) d'un radiosondage afin de pouvoir les analyser. On y représente ces variables selon leur hauteur exprimée en niveau de pression, il s'agit donc de diagrammes Température pression qui sont construits selon la formule de Clausius-Clapeyron. Ils sont donc également appelés diagrammes aérologiques.
Les axes de ces diagrammes ne sont généralement pas à angle droit car la variation dans l'atmosphère de la température et de la pression est reliée à la loi des gaz parfaits. On veut également pouvoir représenter le changement d'énergie d'une parcelle d'air qui effectue un déplacement adiabatique par une aire proportionnelle à la surface entre la température de l'environnement et celle de sa courbe de température lors du changement d'altitude.
On y retrouve :
les isobares, lignes de constante pression, en abscisse ;
les isothermes, lignes de constante température en ordonnée ;
les adiabatiques sèches qui sont le chemin que suit une parcelle d'air pour changer de niveau de pression ;
les adiabatiques humides, ou pseudo adiabatiques humides, qui sont le chemin que suit une parcelle d'air pour changer de niveau de pression ;
les lignes de rapport de mélange qui représentent la quantité d'eau dans l'air selon le point de rosée et la température.
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