Facteur acentrique

Facteur acentrique

Données clés

Unités SI	Sans dimension
Nature
Symbole usuel	$\omega$
Lien à d'autres grandeurs	$\omega =-\log _{10}\left(P_{\mathrm {r} }^{\rm {sat}}\right)-1$ à $T_{\mathrm {r} }=0,7$

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

Définition

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

Facteur acentrique : $\omega =-\log _{10}\left(P_{\mathrm {r} }^{\rm {sat}}\right)-1\quad {\text{à}}\quad T_{\mathrm {r} }=0,7$

avec :

• $T$ la température ;
• $T_{\mathrm {c} }$ la température critique du corps pur ;
• $T_{\mathrm {r} }={\frac {T}{T_{\mathrm {c} }}}$ la température réduite ;
• $P^{\rm {sat}}$ la pression de vapeur saturante du corps pur à $T$ ;
• $P_{\mathrm {c} }$ la pression critique du corps pur ;
• $P_{\mathrm {r} }^{\rm {sat}}={\frac {P^{\rm {sat}}}{P_{\mathrm {c} }}}$ 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. 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 $P_{\mathrm {r} }^{\rm {sat}}\!\left(T_{\mathrm {r} }=0,7\right)\approx 0,1$. 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 ($P_{\mathrm {r} }^{\rm {sat}}$ en fonction de $T_{\mathrm {r} }$) :

• 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.

Molécule	Facteur acentrique
Acétone	0,307
Acétylène	0,187
Ammoniac	0,253
Argon	0,000
Azote	0,040
Butane	0,200
Chlorométhane	0,156
Chlorure d'hydrogène	0,125
Difluorométhane	0,278
Dioxyde de carbone	0,228
Décane	0,484
Eau	0,344
Éthane	0,099
Éthanol	0,645
Fluorométhane	0,190
Hélium	-0,390
Hydrogène	-0,220
Isobutane	0,181
Isopropanol	0,663
Krypton	0,000
Méthane	0,012
Méthanol	0,565
Néon	0,000
Oxyde d'éthylène	0,202
Propane	0,152
Propanol	0,631
Protoxyde d'azote	0,142
Oxygène	0,022
Xénon	0,000

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. », 1997, 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, 2001 (lire en ligne), p. 16.

Liens externes

• Jacques Schwarzentruber (EMAC), Les états correspondants, ENS des mines d'Albi-Carmaux