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Gaz parfait
Bonjour,
Pouvez-vous me dire quelles sont les propositions correctes s'il vous plait ?
a) On considère un objet cylindrique qui est fermé par un piston. Dans cet objet il y a un gaz parfait. On appuie sur le piston de sorte que le gaz soit comprimé à 50 % de son volume.
Dans ce cas-là, comment serait le travail :
- il aurait augmenté si cette compression était adiabatique au lieu d'être isotherme ;
- il aurait augmenté si cette compression était isotherme au lieu d'être adiabatique ;
- il resterait inchangé peu importe la configuration de cette compression ;
- il serait toujours identique à la variation d'énergie interne peu importe le cas.
b) Lorsqu'un système gaz parfait reçoit un travail >0 adiabatiquement, comment évolue la température et l'énergie interne :
- l'énergie interne ne change pas ;
- la température ne change pas ;
- on observe une diminution de l'énergie interne ;
- on observe une augmentation de l'énergie interne.
Pour moi, dans le 1er cas, le travail aurait augmenté si cette compression était isotherme au lieu d'être adiabatique.
Dans le 2ème cas, j'aurais dit qu'on observe une augmentation de l'énergie interne.
Bonjour
Tu ne précises pas s'il faut s'intéresser au travail de la force exercée par le gaz sur le piston ou au travail de la force exercé par le piston sur le gaz. Dans le cas d'une compression, le travail est négatif pour le premier travail et positif pour le second. En général, on parle du second : le travail reçu par le gaz...
Je te laisse faire des propositions et éventuellement poser des questions précises sur ce que tu ne comprends. Tu peux t'aider éventuellement de cette fiche de cours présente sur le forum :
Premier principe de la thermodynamique
Pour la question a), que l'on considère le travail de la force exercée par le piston sur le gaz ou le travail de la force exercée par le gaz sur le piston, le travail nécessaire pour comprimer le gaz à 50% de son volume sera toujours plus grand dans une compression isotherme que dans une compression adiabatique. De plus, le travail ne sera égal à la variation de l'énergie interne que dans le cas d'une transformation adiabatique.
Pour la question b), on applique le 1er principe de la thermodynamique. Ici, il n'y a pas de transfert de chaleur (Q=0). Comme le travail W est positif, l'énergie interne delta U augmente. Pour un gaz parfait, une augmentation de l'énergie interne se traduit par une augmentation de la température.
Est-ce que tout cela est vrai ?
Ce que tu as écrit est correct, sauf la phrase suivante que d'ailleurs tu ne justifies pas :
Pour la question a), le travail nécessaire pour comprimer le gaz à 50% de son volume sera toujours plus grand dans une compression isotherme que dans une compression adiabatique.
Tu as sans doute étudié les diagrammes de Clapeyron P=f(V) pour une même quantité de gaz. Partant d'un même état initial n°1 de coordonnées (V1,P1) trace l'isotherme réversible conduisant à l'état final 2i de coordonnées V2=V1/2 et P2i. Dans le même repère, trace l'adiabatique réversible conduisant à l'état final V2=V1/2 et P2a.
Que peut-on en déduire sur le travail fourni au gaz ?
PS : attention : certain site s'emmêle un peu les pinceaux dans leur conclusion et leur gestion des signes selon qu'il y a compression ou détente...
On remarque que P2a est supérieur à P2i du fait de la nature exponentielle de l'adiabatique par rapport à l'isotherme. Le travail fourni au gaz dans le processus adiabatique sera plus élevé que dans le processus isotherme.
Donc pour comprimer un gaz à 50% de son volume initial, le travail nécessaire sera plus grand dans une compression adiabatique que dans une compression isotherme ?
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