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1er Principe de la Thermodynamique
Bonjour, j'ai quelque soucis à comprendre un exercice d'application surtout pour la dernière question...
Merci d'avance de votre aide !
On considère n moles de gaz dans une enceinte rigide, fermée par un piston sans masse, de section S, éventuellement mobile, dans l'état initial (Ti=300K,Pi=1bar,Vi=1m3)
Déterminer l'état final (Tf,Pf,Vf):
1.Lors de la mise en contact avec un thermostat à Te=600K si le piston est maintenu fixe puis
2.si le piston est mobile et la pression extérieure Pe=Pi est constante?
3.si la température extérieure est fixe Te=Ti et que l'on appuie avec une force F sur le piston.
Voilà ce que j'ai réussi à faire jusque là.
1-Le piston étant maintenu fixe on a : Vi=Vf et puisque le fluide est en contact avec le thermostat alors Tf=Te
Ensuite a partir de l'équation des gaz parfaits on tire Pf
2-le fluide étant toujours en contact avec le thermostat on a Tf=Te et Pi=Pf ( comme la pression est constante ). De cela on tire Vf a part de l'équation des gaz parfaits
3- c'est là où j'ai des soucis. Je ne vois pas commence a partir de la force F on pourrait obtenir Pf. Surtout parce que je ne pense pas que Pf=Pext vu qu'on a pas dit qu'on a un pressostat
OK pour les deux premières questions.
Pour la troisième, si je comprends bien l'énoncé, la pression finale est :
Pf=Pe+F/S
En effet l'équilibre du piston correspond à une force exercée par le gaz dans un sens compensée dans l'autre sens par la force F et la force due à la pression extérieure :
Pf.S=F+Pe.S
Ahhh je vois maintenant. A l'état finale, le piston est à l'équilibre et donc Pi devient Pf.
Merci !
A l'état finale, le piston est à l'équilibre et donc Pi devient Pf.
Tu n'as pas bien compris concernant la question 3.
A cette question : Pi=Pe comme dans les autres cas.
Pour l'état final, l'existence d'une force F qui "appuie sur le piston" augmente la pression du gaz : Pf>Pi ; Pour obtenir l'expression de Pf, j'écris la condition d'équilibre du piston (voir mon message précédent) et cela conduit à :
Oui j'ai compris,je me suis sûrement mal exprimé. En gros ce que je voulais dire c'est que a l'état finale le piston est a l'équilibre donc la pression du fluide est égale a la pression finale.
Prcq je pense que pour la condition d'équilibre on aurait : Pi=Pe+(F/S). Pr l'équilibre c'est a la fin donc c pas Pi devient Pf.
Pf=Pe+(F/S)
La notation Pi est réservée par l'énoncé pour désigner la pression initiale en absence de poussée sur le piston. Il ne faut pas changer sa signification en cours d'exercice. Pi=Pe dans tout l'exercice.
Si tu appliques la force F sur le piston à partir de cet état initial, le piston est pendant une courte durée déséquilibré car
F+Pi.S>Pi.S
Il se met en mouvement mais ce déplacement n'est pas à étudier ici. On demande seulement d'étudier l'état d'équilibre final correspondant aux équations que j'ai écrites précédemment.
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