Indice adiabatique
En thermodynamique, l'indice adiabatique[1] d'un gaz (corps pur ou mélange), aussi appelé coefficient adiabatique[2], exposant adiabatique[3] ou coefficient de Laplace[4], noté , est défini comme le rapport de ses capacités thermiques à pression constante (isobare) et à volume constant (isochore) :
Le coefficient de Laplace se définit également à partir des capacités thermiques molaires et si la transformation concerne moles de gaz, ou des capacités thermiques massiques (ou spécifiques) et si la transformation concerne une masse de gaz :
Cette grandeur sans dimension apparaît notamment dans la loi de Laplace : pour une transformation adiabatique réversible d'un gaz parfait, , en supposant que ne dépend pas de la température.
Valeurs
Gaz parfait
Pour un gaz parfait monoatomique ce coefficient vaut toujours . Pour un gaz parfait diatomique il vaut dans des conditions usuelles de température[5].
Gaz réels
Indice adiabatique pour différents gaz[6],[7] | ||||||||||
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Temp. | Gaz | γ | Temp. | Gaz | γ | Temp. | Gaz | γ | ||
−181 °C | H2 | 1,597 | 200 °C | Air sec | 1,398 | 20 °C | NO | 1,400 | ||
−76 °C | 1,453 | 400 °C | 1,393 | 20 °C | N2O | 1,310 | ||||
20 °C | 1,410 | 1000 °C | 1,365 | −181 °C | N2 | 1,470 | ||||
100 °C | 1,404 | 2000 °C | 1,088 | 15 °C | 1,404 | |||||
400 °C | 1,387 | 0 °C | CO2 | 1,310 | 20 °C | Cl2 | 1,340 | |||
1000 °C | 1,358 | 20 °C | 1,300 | −115 °C | CH4 | 1,410 | ||||
2000 °C | 1,318 | 100 °C | 1,281 | −74 °C | 1,350 | |||||
20 °C | He | 1,660 | 400 °C | 1,235 | 20 °C | 1,320 | ||||
20 °C | H2O | 1,330 | 1000 °C | 1,195 | 15 °C | NH3 | 1,310 | |||
100 °C | 1,324 | 20 °C | CO | 1,400 | 19 °C | Ne | 1,640 | |||
200 °C | 1,310 | −181 °C | O2 | 1,450 | 19 °C | Xe | 1,660 | |||
−180 °C | Ar | 1,760 | −76 °C | 1,415 | 19 °C | Kr | 1,680 | |||
20 °C | 1,670 | 20 °C | 1,400 | 15 °C | SO2 | 1,290 | ||||
0 °C | Air sec | 1,403 | 100 °C | 1,399 | 360 °C | Hg | 1,670 | |||
20 °C | 1,400 | 200 °C | 1,397 | 15 °C | C2H6 | 1,220 | ||||
100 °C | 1,401 | 400 °C | 1,394 | 16 °C | C3H8 | 1,130 |
Détermination
Le coefficient de Laplace peut être déterminé par l'expérience de Clément-Desormes. La relation de Reech permet également de déterminer ce coefficient à partir des pentes des courbes isothermes et isentropes tracées dans un diagramme de Clapeyron, ou à partir de la vitesse du son dans un fluide.
Notes et références
- ↑ Cécile Cavet, Étude numérique de l’instabilité de Vishniac dans les restes de supernovae, p. 24.
- ↑ Richard Taillet, Loïc Villain et Pascal Febvre, Dictionnaire de physique, p. 97.
- ↑ Institut international du froid, Dictionnaire international du froid, p. 48.
- ↑ Jean-Luc Godet, Entropie et phénomènes irréversibles.
- ↑ « Équation de Laplace », sur coursgratuits.net (consulté le ).
- ↑ White, Frank M., Fluid Mechanics, 4th ed. McGraw Hill.
- ↑ Lange's Handbook of Chemistry, 10th ed. page 1524.
Liens internes
- Capacité thermique
- Coefficients calorimétriques et thermoélastiques
- Expérience de Clément-Desormes
- Relation de Reech
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