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Auteur Titre: Compressibilité des gaz (He) Date
meyriat Bonsoir !
Je dois avoir une passion pour les diptères et leur proctologie, mais j'aimerai bien comprendre précisément ce qu'est la compressibilité variable des gaz.
On m'a appris la loi de Mariotte, ou de Boyle Mariotte, ou des gaz parfaits : P * V / T = Cte.
Pour certains gaz elle serait pas si constante que ça, et je suis sorti du cours Trimix avec une règle simple : une fois calculé le Mix idéal, on augmente le taux d'Hélium de 5%.

Mais qui saurait me dire plus précisément comment ça varie, fonction de Pp ou de PTotale, trouve-t-on des courbes documentées ... ?
A plouf Jacques
2005-08-27 21:00:36
jean-marc Il y a la théorie et la pratique :

- pour la théorie, fais des recherches sur Van der Waals. Tu trouveras l'explication physique qui différencie l'approximation Boyle/Mariotte/Charles/Gay Lussac de la réalité.

- pour la pratique, l'expérience montre qu'il faut apporter quelques petites corrections lorsqu'on utilise de l'hélium. Les 5% annoncés me semblent plausibles. Tout dépend de la méthode (transvasement ou compresseur), de la vitesse de remplissage (échauffement), ...

A force de fabrication (et d'analyse), tu trouveras le bon réglage pour te rapprocher du mélange souhaité. De toute façon, il est fréquent d'obtenir un mélange final avec 2 ou 3% d'écart par rapport au mélange souhaité (surtout lorsqu'on complète un reste de mélange), ce qui n'est pas très grave et ne changera pas fondamentalement ta décompression.

Par contre, il est nécessaire d'analyser le mélange final pour savoir ce qu'on va respirer.
2005-08-27 22:25:56
philippe imbert juste un complément : je sais que c'est cher, mais il y'en a dans certaine comission un analyseur d'hélium est loin d'étre inutile. 2005-08-27 23:12:06
Bruno Les 5% correspondent à un mélange avec 50% d'hélium à 200 bar.
Pour 100% d'hélium à 200 bar, c'est 9%.

En thermodynamique, on utilise le facteur z pour corriger la loie de Boyle et Mariotte :

PV = zRT

z dépendant de la pression. Il existe des abaques pour calculer ce z pour les différents gaz.

Pour l'hélium, tu peux utiliser

z = 0.0000003769 P^2 - 0.0005288314 P + 1.0005064456

Si tu as une B50 d'hélium à 200 bar, via boyle et mariotte, tu devrais avoir 10 m3 de gaz. En multipliant par z, tu obtient la valeur réelle soit 9.1 m3.

Une même quantité d'hélium "a tendance a prendre plus de place" sous pression qu'un gaz parfait.

La correction dont on parle est nécessaire lorsqu'on fabrique son mélange par pression partielle.
Si tu frabrique via un stick, tu n'as pas besoin de correction. Si correction il y a c'est lié aux différences de température.
Je m'explique par un exemple.

Tx 15/50 dans une 10 ltr.

Tu mets 100 bar d'hélium.
gaz parfait : 1000 ltr
gaz réel : 1000 * 0.95 = 950 ltr

Tu mets 100 bars de Nx30 pour arriver à une pression totale de 200 bar:
gaz parfait : 1000 ltr de Nx + 1000 ltr d'hélium
gaz réel : on a déja 950 ltr d'hélium. A 200 bar, le facteur correctif est 0.91 et non plus 0.95.
Donc les 950 ltr d'hélium vont occuper un peu plus que la moitié de la bouteille 950/200/0.91 = 5.22 ltr. Il reste 4.78 ltr pour le Nx, soit 956 ltr.
On a la même proportion Nx/hé qu'avec le calcul des gaz parfaits (ton mélange est bon), mais en pratique il y a 5% de mélange en moins dans la bouteille.

Encore un avantage du mélangeur par rapport à la méthode des pressions partielles où il faut tenir compte de ce phénomène.

J'espère avoir éclairé vos lanternes mais c'est pas évident de résumé en cours de thermodynamiqe en qq lignes.

Bruno
2005-08-28 10:45:59

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