Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau maths sup
Partager :

Thermodynamique

Posté par
Emi
20-04-14 à 20:15

Bonjour,
dans un exercice sur une pompe à chaleur, on fait subir à de l'air 4 transformations
en 1, l'air est à une température T1 et une pression P1
en 2 il est à T2 et P2
en 3 il est à T3 et P2
et en 4 à T4 et P1

on me demande de donner l'expression du travail reçu par l:air pour aller d:un état initial à un état final sachant qu'avant j'ai établi l'équation d'un gaz parfait (l'air est considéré comme un gaz parfait) : PV=mrT où r=R/Mair

j'ai écrit W= -\int_{i}^{f} P dV=-\int_{i}^{f}\frac{mrT}{V} dV
après je ne vois pas comment faire puisque mr est une cste mais pas T. Pouvez vous m'aider,svp?

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermodynamique 21-04-14 à 12:01

bonjour,

il faut en savoir un peu plus sur chaque transformation: isotherme? isobare? ...
réversible/irréversible

Posté par
Emi
re : Thermodynamique 21-04-14 à 17:09

Excusez moi, je vais écrire l'énoncé en entier (il n'est pas très long mais je ne pensais pas que tout était utile pour cette question)

Etude d'une pompe à chaleur:

Un compresseur et une turbine sont montés sur un même arbre entraîné par un moteur M. Un échangeur E1 assure la production thermique. Un échangeur E2 extrait la chaleur d'une source extérieure. Le compresseur et la turbine sont calorifugés. on supposera que toutes les transformations envisagées pour l'air à l'intérieur de la machine, sont réversibles.
Caractéristique du cycle :
L'air sort de E2 à T1=280 K et P1 = 10^5 Pa
du compresseur à T2 = 375 K et P2
De E1 à T3 =325 K et P2
De la turbine à T4 et P1

L'air sera pris colle un gaz parfait tel que Cv/Cp=1,4
Cp=1000 J.K^-1.kg^-1
r=R/Mair=287 J.K^-1.kg^-1 (R cste des gaz parfaits et Mair masse molaire de l'air)

Dans la question qui mintéresse,  je dois donner l'expression du travail W reçu par l'air pour passer d'un état initial à un état final lors d'une transformation isobare réversible (je dois l'exprimer en fonction de ce que je connais ou que je peux calculer). Cette expression me sert par la suite pour calculer le travail reçu W par un kilogramme d'air au cours du cycle

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermodynamique 21-04-14 à 21:26

sur une isobare réversible: W = -PdV = -PdV = - PV
puisque P=cste

Posté par
Emi
pompe à chaleur 22-04-14 à 08:11

Oui merci. Je ne sais paspourquoi je voulais utiliser la question d'avant. Sinon plus loin on me demande de tracer l'allure du diagramme de Clapeyron et d'en déduire le travail reçu par 1 kg d'air au cours du cycle. Ne pensez vous pas que le "en déduire" est de trop ? Parce que j'ai tracé l'allure mais comme je ne connais pas exactement l'allure des isothermes, je ne peux rien en conclure en regardant mon diagramme et donc j'ai calculé les 4 W séparément selon que la transformation était isobare réversible ou seulement adiabatique réversible (en utilisant pV^\gamma=cste où \gamma=1,4 comme on me l'indiquait dans une autre partie de l'exercice) et je trouve que un travail de 8 kJ (le cycle est donc récepteur).

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermodynamique 22-04-14 à 11:01

dans un diagramme (P,V) une isotherme du gaz parfait est une branche d'hyperbole puisque P = nRT/V = k/V avec k=cste
donc en gros c'est l'allure de f(x) = 1/x (pour x>0)

et |W| correspond à l'aire située sous la courbe représentant la transfo. considérée (cf cours)

Posté par
Emi
re : Thermodynamique 22-04-14 à 12:56

D'accord, je sais cela et j'ai tracé quatre branches d'hyperboles pour les différentes températures mais ce que je veux dire c'est que ce n'est pas précis pour déterminer le travail.
Merci quand même.



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !