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Thermodynamique : Gaz chauffé

Posté par
maelstrom
13-12-12 à 19:09

On considère un cylindre fermé, constitué de 2 compartiments A et B initialement de même volume V0= 1l. Le piston qui les sépare peut coulisser librement et sans frottement. A et B contiennent chacun n moles de gaz parfait monoatomique (= 5/3 constant), initialement à la pression p0=105Pa et à la température T0=0°C.
Le piston est calorifugé, toues les parois du cylindre, hormis la paroi verticale de droite le sont également. La paroi vertical de droite met le gaz B en contact thermique avec de la glace fondante à ka pression atmosphérique : ma température du sustème B est donc constante au cours de l'expérience : TB=T0=0°C. Le compartiment A est porté lentement à une température TA=xT0 grâce à une résistance chauffante qui lui fournit de la chaleur.
(PA, VA, TA) caractérisent l'état final du gaz A et (PB, VB, TB) celui du gaz B.

1. Quelles est la condition d'équilibre mécanique du piston?

2.Exprimer le volume VA et la pression PA en fonction des grandeurs V0, x et P0

3. Quelle est la variation d'énergie interne du gaz dans le compartiment A? Même question  pour le compartiment B.


..................................

1. Pour que le piston soit à l'équilibre mécanique il faut que PA=PB

2. Je suis parti que la transformation dans le compartiment A est adiabatique réversible
   en partant des lois de Laplace pour les gaz parfaits je trouve : PA=P0.x-/(1-) et VA=V0.x-1/(-1)
   Mais je suis pas sûr qu'on puisse dire que la transformation est adiabatique ni réversible, si non je sais pas comment la considérer.

PS: voici un petit schéma :

Thermodynamique : Gaz chauffé

Posté par
maelstrom
re : Thermodynamique : Gaz chauffé 13-12-12 à 19:18

Est que PA ne serait-il pas constant?

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermodynamique : Gaz chauffé 13-12-12 à 23:26

bonsoir,

PA n'est sûrement pas constant.
de plus Q est rarement nul quand on chauffe un gaz

ici en écrivant toutes les relations que tu connais tu dois pouvoir résoudre et trouver les 6 inconnues, dont PA et VA, en fct de x, Po, Vo, To

tu sais déjà que:


TB=T0
PA=PB
TA=xT0


il n'en manque plus que 3 et c'est gagné

Posté par
maelstrom
re : Thermodynamique : Gaz chauffé 14-12-12 à 13:22

Effectivement, je pose :

P0V0/T0=PAVA/TA

P0V0/T0=PBVB/TB

VA+VB=2V0

après on sait que TB=T0, TA=xT0, PA=PB

on trouve que VA= (2x/(x+1)).V0 , VB=(2/(x+1)).V0 , PA=PB=((x+1)/2).V0


Pour la question 3 je trouve :

-compartiment A :  gaz parfait, 1er loi de joule => dU=nCvdT donc U=((P0V0)/(-1)).(x-1)
-compartiment B : transformation isotherme donc dU=0 <=> U=0

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermodynamique : Gaz chauffé 14-12-12 à 13:56

oui, je dirais ça aussi.

sauf que PA = ((x+1)/2).Po

Posté par
maelstrom
re : Thermodynamique : Gaz chauffé 16-12-12 à 13:09

faute de frappe ^^

merci pour ton aide



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