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Niveau maths sup
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Excercice Thermodynamique

Posté par
razy
23-04-17 à 17:55

Bonjour,
Je fais mon dm de physique sur la thermo puis je suis bloqué sur une question dont le sujet est :
Les parois du cylindre et le piston sont diathermanes ( perméable a la chaleur ) , et l'ensemble est plongé dans un milieu dont la température To et Po sont constantes.On réalise une transformation en ajoutant la masse M posée lentement sur le piston.La transformation donne un état d'equilibre final (P4 ,V4 , T4)

To = T1 = 300K , P0 = 1 bar et p1 = Po + (m*g)/S

T1 et P1 etant l'etat initial.

J'en dedui d'abord p4 = po + (m+M)*g/S
Ensuite il me demande le travail W qui est donc W = -nrT0(P4/P1) et Q= - W
Il faut que j'exprime maintenant l'entropie S mais je ne vois pas qu'elle formule appliquée :3

Merci

Posté par
vanoise
re : Excercice Thermodynamique 23-04-17 à 19:03

Bonsoir

Citation :
en ajoutant la masse M posée lentement sur le piston

Cette phrase signifie peut-être que l'on ajoute très progressivement de petites masselottes jusqu'à ce que la masse cumulée de ces masselottes atteigne la valeur M. Entre deux ajouts de masselotte, on laisse au gaz le temps de reprendre la température To car les échanges thermiques sont toujours très lents même si les parois du cylindre sont qualifiées d'athermanes.
S'il s'agit bien de cela, la transformation peut être qualifiée de réversible et d'isotherme. Dans ces conditions, revois ton expression du travail reçu par le gaz. Cette expression fait intervenir un logarithme et est strictement positive puisqu'il s'agit d'une compression du gaz.
On peut aussi imaginer de poser un objet de masse M sur le piston et de le lâcher sans vitesse initiale. La transformation ne sera pas isotherme mais monotherme. Elle sera aussi  monobare : la pression extérieure exercée par le piston sur le gaz étant constante au cours de la compression. L'expression de W n'est pas la même que dans le cas précédent...
Je te laisse préciser les choses...

Posté par
razy
re : Excercice Thermodynamique 23-04-17 à 19:39

Oui c'est bien cela , on ajoute jusqu'a atteindre la position d'equilibre M.
Et pour le résultat du W ca serait alors W= - nRTo ln (P4/P1) qui est bien donc une iso T alors..
Donc d'apres ce que vous avez dit c'est une monoT si la transformation est brutale ?

Posté par
vanoise
re : Excercice Thermodynamique 23-04-17 à 20:07

Si le mode opératoire correspond à ma première description, tu peux qualifier la transformation de réversible et isotherme. Ta nouvelle expression de W est correcte. Dans ce cas, puisque la transformation est réversible, tu peux poser :
dS=Q/T et intégrer.

oui : la température initiale et la température finale sont égales à To et l'échange de chaleur se fait avec le milieu extérieur de température fixe.  Une telle transformation n'est pas réversible.

Posté par
vanoise
re : Excercice Thermodynamique 23-04-17 à 20:08

J'ai cliqué sur le mauvais icône : à la place de la "petite maison", je voulais citer ta phrase :

Citation :
c'est une monoT si la transformation est brutale ?



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