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Niveau école ingénieur
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relation sur la thermodynamique

Posté par
kaboreced
24-02-20 à 21:09

bonsoir besoin d'aide sur cet exercice
à une pression de 40 atm, un gaz diatomique obéit à:
\frac{1}{X_T}=\frac{RT}{V}(1+\frac{2a}{V})

(\frac{\delta P}{\delta T})_V=\frac{R}{V}(1+\frac{a}{V})
En déduire l'équation d'état

Posté par
vanoise
re : relation sur la thermodynamique 24-02-20 à 21:33

Bonsoir
Commence par revoir la définition de T
Tu obtiens alors deux équations aux dérivées partielles.

Posté par
kaboreced
re : relation sur la thermodynamique 24-02-20 à 21:44

Cest déjà fait
Je sais pas ce que c'est une équation d'état enfaite

Posté par
vanoise
re : relation sur la thermodynamique 24-02-20 à 22:05

Tu connais sûrement celle des gaz parfaits.  Plus généralement, il s'agit de la relation existant entre P, V et T pour une quantité fixe de matière de la forme  :
P=f(V,T).
La seconde relation fourni la dérivée partielle de P par rapport à  T.
La première relation, moyennant une petite manipulation, permet d'obtenir la dérivée partielle de P par rapport à V.
Par intégration, on obtient  P=f(V,T).

Posté par
kaboreced
re : relation sur la thermodynamique 24-02-20 à 22:38

La première relation  c'est \frac{-V}{(\frac{\delta V}{\delta P})_T}=\frac{RT}{V}(1+\frac{2a}{V})
Ensuite j'intègre par rapport à quoi?

Posté par
vanoise
re : relation sur la thermodynamique 24-02-20 à 22:43

Revois ton cours de mathématiques sur ce sujet  : l'inverse de la dérivée de V  par rapport à P est égale à la dérivée de P par rapport à  V.
Cela te conduit à la situation décrite dans mon message précédent.

Posté par
vanoise
re : relation sur la thermodynamique 24-02-20 à 23:21

La seconde relation indiquée dans l'énoncé est :

\left(\frac{\partial P}{\partial T}\right)_{V}=\frac{R}{V}\cdot\left(1+\frac{a}{V}\right)

Tu peux intégrer par rapport à T en considérant V comme une constante. Cela va te donner une expression de P en fonction de V et T à une fonction de V près puisque, l'intégration s'effectuant à V constant, la « constante » d'intégration peut dépendre de V.

La première relation, après la manipulation indiquée conduit à :


 \\ \left(\frac{\partial P}{\partial V}\right)_{T}=-\frac{R.T}{V^{2}}\cdot\left(1+\frac{2a}{V}\right)

En dérivant la relation précédente par rapport à V, tu vas obtenir P=f(V,T) à une constante près ; tu peux déterminer cette constante sachant que la pression tend vers zéro quand T tend vers zéro. Cela va t'amener à une variante de l'équation d'état d'un gaz.

Attention au niveau des notations à ne pas confondre le symbole « \partial « utilisé pour les dérivées partielles avec la lettre grecque utilisée le plus souvent pour désigner une quantité élémentaire : W par exemple.

Posté par
kaboreced
re : relation sur la thermodynamique 25-02-20 à 04:37

Bonsoir

vanoise @ 24-02-2020 à 23:21

La seconde relation indiquée dans l'énoncé est :



 \\ \left(\frac{\partial P}{\partial V}\right)_{T}=-\frac{R.T}{V^{2}}\cdot\left(1+\frac{2a}{V}\right)
En dérivant la relation précédente par rapport à V, tu vas obtenir P=f(V,T) à une constante près ; tu peux déterminer cette constante sachant que la pression tend vers zéro quand T tend vers zéro. Cela va t'amener à une variante de l'équation d'état d'un gaz.

vous vouliez dire en integrant je suppose?

Posté par
kaboreced
re : relation sur la thermodynamique 25-02-20 à 05:21

Pour la relation 1 de l'énoncé j'ai obtenue P=\frac{RT}{V}(1+\frac{a}{V})
en intégrant la 2eme relation j'obtient le même résultat.

Posté par
vanoise
re : relation sur la thermodynamique 25-02-20 à 10:36

C'est bien cela. Il s'agit de l'équation d'état d'un gaz parfait auquel on ajoute le terme correctif en (a/V).
Remarque  au niveau des dimensions : V désigne le volume molaire et non le volume. Sinon, il faudrait faire intervenir n, la quantité en moles.

Posté par
kaboreced
re : relation sur la thermodynamique 25-02-20 à 14:20

À quoi me sert les deux relations si l'une d'elles me ramène à l'équation d'état ?

Posté par
vanoise
re : relation sur la thermodynamique 25-02-20 à 14:35

L'intégration de la première relation de mon message du  24-02-20 à 23:21 fournit l'expression de P à une fonction près de V . Tu sais bien en math que prendre les primitives de deux expressions introduit une égalité des primitives à une constante près. Comme le premier calcul de primitive se fait à V fixe ; le calcul de primitive introduit en fait une expression de V.
La première relation conduit rigoureusement à :


 \\ P=\frac{RT}{V}(1+\frac{a}{V})+f(V)
La seconde relation est indispensable pour  obtenir f(V). Elle conduit en dérivant l'expression précédente à :

\\ \left(\frac{\partial P}{\partial V}\right)_{T}=-\frac{R.T}{V^{2}}\cdot\left(1+\frac{2a}{V}\right)=-\frac{R.T}{V^{2}}\cdot\left(1+\frac{2a}{V}\right)+f'(V)
Cela conduit à une dérivée f'(V)=O. f(V) est en fait une constante K. On obtient donc :

P=\frac{RT}{V}(1+\frac{a}{V})+K
On obtient K=0 en remarquant que : \lim_{T\rightarrow0}P=0

Posté par
kaboreced
re : relation sur la thermodynamique 25-02-20 à 20:47

Ok merci pour l'aide
à bientôt



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