je n'arrive pas a savoir par ou commencer dans cet exercice j ai bcp de mal avec les gazs parfaits merci pour votre aide
on considère un gaz parfait de chaleur molaire constante au cours d'un processus quasi statique.
a) montrer que l'on a: dP/P + dV/V=0 où
=(Cp-C)/(Cv- C)
en deduire la relation : PV= Cte
Bonjour,
Je ne vois pas trop ce que représente C dans ton (qui, si je ne m'abuse devrait être
, le coefficient adiabatique mais ça dépend des notations de chacun.)
Question 1)
Voici une façon de procéder qui pourra t'aider en l'adaptant à ton propre cours.
Equation des GP :
PV = nRT => ln(PV) = ln(nRT) => ln(P) + ln(V) = ln(nR) + ln(T)
Par différentielle logarithmique, on a alors
dP/P + dV/V = 0 + dT/T (1)
(le terme 'embêtant' est dT/T à éliminer.)
1er principe de la thermo:
Le premier principe dit que : U = Q + W => dU = dQ + dW (en réalité, on devrait écrire Q et
W)
Mais comme la transformation est adiablatique ("chaleur molaire constante"), alors dQ = 0
et donc dU = dW = -P.dV (travail de la force de pression) = -nRT.dV/V (2)
Energie interne d'un GP :
L'énergie interne d'un GP vaut dU = n.Cv.dT (3)
Du coup, en égalisant (2) et (3), on a alors : nCv.dT = -nRT.dV => dT/T = -R/Cv.dV/V
Et donc, en remplaçant dans (1) on aboutit à
dP/P + dV/V = -R/Cv.dV/V
<=> dP/P + (1+R/Cv).dV/V = 0
<=> dP/P + [(Cv + R)/Cv].dV/V = 0 (4)
Relation de Mayer
Selon Mayer, Cp - Cv = R
Donc dans (4), on aboutit à
dP/P + [Cp/Cv].dV/V = 0
On pose = Cp/Cv
D'où dP/P + .dV/V = 0 (5)
Question 2)
Si on intégre cette équation (dont les variables P et V sont séparées), on a alors en n'oubliant pas les constantes d'intégration :
Cste(P) = constante d'intégration par rapport à P
Cste(V) = constante d'intégration par rapport à V
(5) => [ln(P) + Cste(P)] + [ln(V) + Cste(V)] = Constante
D'où ln(P) + ln(V) = Constante
Ainsi, on retrouve la loi de Laplace : PV
= Constante
Sauf erreur, en espérant que cela puisse t'aider grandement !
Bonne journée !
merci HEROES31,
mais pourquoi on nous parle de = (Cp-C)/(Cv-C) car c est a cause de cet element que je n arrivais pas a trouver la formule
En fouinant dans mes cours de fac de thermo pour vérifier certains résulats, j'ai trouvé ce qu'était la "chaleur molaire" !
On l'appelle C et elle se calcule ainsi : C =1/n.dQ/dT
Donc il faut repartir du premier principe, en considérant dQ (et non dQ = 0 comme j'avais fait)
Mais le raisonnement reste le même visiblement.
Quant aux cas particulier...
= (Cp-C)/(Cv-C)
1) C = Cp
alors = 0 on a donc dP/P = 0 d'où P = Cste. (transfo. isobare)
2) C = Cv
Mathématiquement, c'est impossible car alors (Cv - C) = 0 (division par 0)
Préférons plutôt étudier la limite...
Cp - C tend vers Cp - Cv = R
Cv - C tend vers Cv - Cv = 0
c'est-à-dire
(devient très grand)
Dans ce cas, on peut négliger le terme dP/P, il reste dV/V qui donne V = Cste (transfo. isochore)
3) C = 0
alors = Cp/Cv =
donc on retrouve dP/P +
.dV/V = 0 =>PV
= Cste (Loi de Laplace - transfo. adiabatique)
4) C
Cp - C tend vers C car on peut négliger le terme Cp devant C
Cv - C tend vers C car on peut négliger le terne Cv devant C
c'est-à-dire
1
On a donc dP/P + dV/V = 0 c'est-à-dire PV = Cste (Loi de Boyle-Mariotte - transfo. isotherme)
Petite correction :
PV = Cste (Loi de Laplace - transfo. adiabatique)
Bonne continuation et bonne journée !
Reprenons simplement directement les équations.
dP/P + dV/V = dT/T
Disons simplement que la chaleur molaire C (dépendant de P, V et T) est la variation de la quantité de chaleur par unité de température telle que C = 1/n.dQ/dT (c'est un cas général, Cp et Cv étant des cas particuliers.).
Ainsi,
dU = dQ + dW
<=> n.Cv.dT = n.C.dT - P.dV
<=> n.Cv.dT = n.C.dT - nRT.dV/V
<=> Cv.dT = C.dT - RT.dV/V
<=> (Cv - C).dT/T = - R.dV/V
C'est à dire
(Cv - C)(dP/P + dV/V) = -R.dV/V
<=> ...
-4 lignes de calculs plus tard -
<=> dP/P + [1+ R/(Cv - C)].dV/V = 0
- réduction au même dénominateur -
<=> dP/P + [(Cv - C + R)/(Cv - C)].dV/V = 0
Et comme Cp - Cv = R,
On aboutit à dP/P + [(Cp - C)/(Cv - C)].dV/V = 0 c'est-à-dire :
dP/P + .dV/V = 0
Voilou !
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