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compression monotherme d'un gaz parfait

Posté par
Kiecane
02-11-18 à 17:02

Bonsoir,

J'aurais besoin d'aide concernant l'exercice suivant :

De l'air à la température To est contenu dans un cylindre vertical, aux parois diathermanes, fermé par un piston de section S et de masse M. L'atmosphère extérieure est à la température To et à la pression Po, toutes deux supposées constantes. A l'équilibre, le piston se trouve à la distance h1 du fond du récipient.
On pose sur le piston la masse Mo=M. Après un certain temps, la température de l'air du récipient se stabilise à la température T2 et le piston se stabilise à la hauteur h2 du fond du récipient.
Calculer le transfert thermique Q et le travail W algébriquemennt reçus par l'air extérieur ainsi que les grandeurs P2, T2 et h2 à l'état final.

Données : Po=1,0.105 Pa ; g=10m.s-2 ; S=0,10m2; M=100kg; h1=1,0m; To=300K et =1,4


Dans la correction de cet exercice, il y a écrit que W=-P2(V2-V1). Je ne comprends pas pourquoi on obtient ce résultat, je pensais que, sachant que la transformation est brutale, on avait W=-Po(V2-V1) car W=-PextdV et on a Pext=Po=constante. Dans la correction, il y a écrit que W=-P2(V2-V1) car Pext=P2=cste mais je ne vois pas pourquoi puisqu'on nous dit dans l'énoncé que Pext est constante et égale à Po. En plus, quand on calcule P2, on trouve P2=1,2 bar donc P2Po=Pext


Merci d'avance pour vos explications !

Posté par
vanoise
re : compression monotherme d'un gaz parfait 02-11-18 à 18:29

Bonjour
Dans l'expression la plus générale du travail reçu par un système fermé :
W=-Pext.dV
Pext ne désigne pas nécessairement la pression du gaz qui règne à l'extérieur du cylindre (la pression atmosphérique en général) mais plutôt le quotient (Force exercée par le piston sur le gaz/ aire de la section droite du cylindre :

P_{ext}=\dfrac{F_{piston\rightarrow gaz}}{S}
Ici :

P_{ext}=\dfrac{\left(M+M_{o}\right).g+P_{o}.S}{S}=\dfrac{\left(M+M_{o}\right).g}{S}+P_{o}
Cette pression reste fixe lors du mouvement du piston et représente la pression finale P2. Ton corrigé a raison...

Posté par
Kiecane
re : compression monotherme d'un gaz parfait 03-11-18 à 10:19

Ok merci c'est compris



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