Bonjour, j'ai une question qui concerne le calcul du travail dans les exercices de thermodynamiques là où on a un piston-cylindre et un un gaz renfermé là-dedans. Je me trouve souvent face à cette question en calculant le travail : quelle est la difference entre chacune de ces formules: W= p(gas) ∆V ,
W= (p(gaz)-p atm)∆V, W=( p atm+ mg/A) ∆V ? où m est la masse du piston et A sa section
Bonjour
L'expression la plus générale du travail élémentaire reçu par un gaz enfermé dans un cylindre avec piston mobile est :
W=-Pext.dV
où Pext=Fext/A
avec : Fext désigne l'intensité de la force exercée par le piston sur le gaz :
A : aire de la section droite intérieure du cylindre ;
dV : variation élémentaire de volume du gaz.
Si Pext reste constante au cours du mouvement du piston, la relation s'intègre facilement pour donner le travail total reçu par le gaz :
W=-Pext.(Vfinal - Vinitial)=-Pext.V
Reste maintenant la question des diverses expressions possibles de Pext.
Premier cas simple : l'évolution est suffisamment lente pour pouvoir être qualifiée de quasi statique ou de réversible : Pext=P : pression du gaz.
Deuxième cas simple : le piston est mobile sans frottement et de masse d'influence négligeable : Pext=Patm : pression atmosphérique régnant autour du cylindre, qui peut être considéré comme une constante.
Troisième cas simple : le cylindre est vertical, le piston est mobile sans frottement, une surcharge est posée sur le piston. Si on note m la masse de l'ensemble {piston - surcharge) et si le mouvement est assez lent : Pext=Patm+(m.g)/A
Tu vois : il y a une seule formule générale à retenir : W=-Pext.dV puis il faut ensuite l'adapter aux circonstances expérimentales...
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