Facteur acentrique

Le facteur acentrique est un nombre conceptuel introduit par Kenneth Pitzer en 1955 et couramment utilisé dans la description de la matière en thermodynamique[1], notamment pour la caractérisation de composés purs (voir par exemple son usage dans les équations d'état cubiques).

Facteur acentrique
Unités SI Sans dimension
Nature
Symbole usuel
Lien à d'autres grandeurs
à

Définition

Le facteur acentrique d'un corps pur se calcule selon la formule :

Facteur acentrique :

avec :

  • la température ;
  • la température critique du corps pur ;
  • la température réduite ;
  • la pression de vapeur saturante du corps pur à ;
  • la pression critique du corps pur ;
  • la pression de vapeur saturante réduite.

Le facteur acentrique est adimensionnel.

On peut considérer le facteur acentrique comme une mesure de la non-sphéricité (acentricité) des molécules[2]. Les gaz monoatomiques tels que l'argon, le krypton, le xénon, ou dont la molécule peut être considérée comme sphérique comme le méthane, ont une facteur acentrique nul ou proche de zéro : en effet, pour ces gaz à symétrie sphérique on constate expérimentalement de façon générale que . Cette interprétation est toutefois limitée, car certains gaz ayant un comportement quantique, comme l'hydrogène et l'hélium, ont des facteurs acentriques négatifs.

Une augmentation du facteur acentrique fait descendre la courbe de vapeur saturante réduite ( en fonction de ) :

  • à température d'ébullition réduite donnée, la pression de vapeur saturante réduite baisse,
  • à pression de vapeur saturante réduite donnée, la température d'ébullition réduite augmente.

Valeurs pour quelques gaz communs

Le tableau suivant donne les facteurs acentriques de quelques espèces chimiques courantes[3],[4],[5].

Molécule Facteur acentrique
Acétone0,307
Acétylène0,187
Ammoniac0,253
Argon0,000
Azote0,040
Butane0,200
Chlorométhane0,156
Chlorure d'hydrogène0,125
Difluorométhane0,278
Dioxyde de carbone0,228
Décane0,484
Eau0,344
Éthane0,099
Éthanol0,645
Fluorométhane0,190
Hélium-0,390
Hydrogène-0,220
Isobutane0,181
Isopropanol0,663
Krypton0,000
Méthane0,012
Méthanol0,565
Néon0,000
Oxyde d'éthylène0,202
Propane0,152
Propanol0,631
Protoxyde d'azote0,142
Oxygène0,022
Xénon0,000

Références

  1. (en) Michael Adewumi, « Acentric Factor and Corresponding States », Pennsylvania State University (consulté le 6 novembre 2013).
  2. (en) G. Saville, A-to-Z Guide to Thermodynamics, Heat and Mass Transfer, and Fluids Engineering, (DOI 10.1615/AtoZ.a.acentric_factor), « ACENTRIC FACTOR ».
  3. (en) Carl L. Yaws, Matheson Gas Data Book, McGraw-Hill, .
  4. Jean Gosse, « Constantes thermodynamiques - Données thermodynamiques des fluides », Techniques de l'ingénieur, K 535, pp. 1-48, 1990.
  5. Jean-Noël Foussard, Edmond Julien, Stéphane Mathé et al., Les bases de la thermodynamique : cours et exercices corrigés, Paris, Dunod, , 3e éd., 269 p. (ISBN 978-2-10-072513-7, OCLC 934059947, lire en ligne), p. 182.

Voir aussi

Publications

  • Jean Vidal, Thermodynamique : application au génie chimique et à l'industrie pétrolière, Paris, Éditions Technip, coll. « Publications de l'Institut français du pétrole. », , 500 p. (ISBN 978-2-7108-0715-5, OCLC 300489419, lire en ligne), page 71.
  • Jean-Pierre Corriou, « Thermodynamique chimique - Diagrammes thermodynamiques », Techniques de l'ingénieur, base documentaire : Thermodynamique et cinétique chimique, pack : Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique, univers : Procédés chimie - bio - agro, J 1026, pp. 1-30, 1985.
  • Christophe Coquelet et Dominique Richon, « Propriétés thermodynamiques - Détermination pour les fluides purs », Techniques de l'ingénieur, base documentaire : Thermodynamique et énergétique, pack : Physique énergétique, univers : Énergies, BE 8030, pp. 1-8, 2007.
  • Bernard Le Neindre, Constantes physiques des fluides purs : méthodes d’estimation, vol. K 692,  éd. Techniques de l'Ingénieur, (lire en ligne), p. 16.

Liens externes

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