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Révisions thermodynamique
Bonjour, toujours dans le cadre de mes révisions, j'ai fait une autre annale dont je n'ai pas la correction.
Voici le sujet et mes réponses :
1) Pourquoi la chaleur va-t-elle toujours d'un corps chaud vers un corps froid ?
Je ne sais pas si dans cette question, il faut invoquer le 2nd principe puis faire une démonstration pour 2 objets A et B indéformables et isolés, si c'est le cas, je pense être OK. Sinon, sans calcul, je dirais que l'agitation thermique d'un corps chaud est plus élevée que celle d'un corps froid, et que les particules les plus agitées vont céder leur énergie cinétique aux particules les moins agitées.
2) Quelle est la différence entre les termes : H et h ?
H correspond à l'enthalpie et est une fonction d'état d'un système (H ne dépend que des conditions initiales et finales du système).
h correspond à l'enthalpie spécifique (par unité de masse du système) et n'est pas une fonction d'état d'un système.
Je n'avais jamais vu h en cours et je n'en sais pas trop plus que ça, est-ce incomplet?
3) Définir l'entropie massique et donnez son unité.
L'entropie massique Sm a pour expression : et s'exprime en J/K/kg.
Pareil que pour h, je n'avais jamais vu cette notion en cours, est-ce incomplet ?
4) Une cuve de 1m3 équipée d'un piston est remplie de 15 moles d'un gaz parfait (chaleur spécifique molaire 10 J/mol.K). Toutes les parois sont adiabatiques et le cylindre est clos parfaitement par le piston. La température augmente de 2K après compression du gaz. Quelle est la quantité de chaleur reçue ?
Ici je ne suis pas du tout sûr, mais j'ai mis .
5) Quelle est la différence entre les termes : adiabatique et isotherme ?
Isotherme signifie à température constante, tandis qu'adiabatique signifie sans échange de chaleur.
On peut par exemple, avoir une transformation adiabatique sans pour autant que la température reste constante.
6) L'expression Q=m
h est-elle toujours applicable ? Justifiez. Quelle est l'unité de chaque terme ?
Non, celle-ci n'est applicable qu'à pression constante, lors d'une transformation isobare, on a :
Et donc Q = mh.
7) A main levé, sur un diagramme T=f(s) tracer les isothermes, isobares, isenthalpes, isentropes, isochores.
Je n'ai pas trouvé à quoi correspondent ces diagrammes (je ne les ai pas fait en cours), j'ai trouvé des diagrammes P en fonction de V sur internet mais pas T en fonction de s.
Si il existe un cours à propos de ça, je veux bien le voir.
Merci d'avance !
Bonjour
1° facile effectivement de montrer que si deux corps de températures différentes sont enfermés dans une enceinte isolée, une augmentation d'entropie nécessite un transfert thermique du corps chaud vers le corps froid.
2 et 3 : OK
4° Attention : le symbole est réservé aux variations, pas aux quantités ; noter Q est une horreur !
Sinon l'exercice est mal posé : puisque l'évolution est adiabatique : Q=0 ! Il faut plutôt évoquer ici la première loi de Joule :
W=U=n.Cvm.T
avec : Cvm : capacité thermique molaire isochore (l'expression chaleur spécifique est abandonnée depuis au moins 50 ans !
5° : OK
6° Q=H est valide comme tu l'as montré pour une évolution isobare, elle est aussi valide pour une évolution monobare : Pext = constante et : Pinitial=Pfinal=Pext. Cette remarque est très importante du point de vue pratique car toute évolution à l'air libre, si l'état initial et l'état final sont deux états d'équilibre mécanique, peut être considérée comme monobare avec Pext=Patmosphérique
8° : le diagramme entropique est très utilisé pour étudier les cycles thermodynamiques industriels : centrales thermiques, pompes à chaleur, réfrigérateurs... Voici quelques renseignements sur le sujet mais sans un cours structuré sur le sujet... 
D'accord, merci pour les corrections !
Pour la 4), Q = 0, c'est bien ce qu'il me semblait, c'est pour ça que je n'étais pas sûr.
Attention : le symbole est réservé aux variations, pas aux quantités ; noter Q est une horreur !
Par rapport à ce point j'ai une question, en fait, je crois ne pas avoir bien compris ,physiquement, à quoi correspond un
Sinon par rapport à la question 6), est-ce que par analogie, on aurait la formule :
concernent les quantités infinitésimales comme les quantités de travail ou de chaleur : W, Q.
"d" désigne en math une différentielle ; cela correspond en physique à une variation infinitésimale d'un paramètre d'état (P,T,V..) ou à une variation infinitésimale d'une fonction d'état : Ec, Ep en mécanique, U,H,S en thermo...
Le volume d'un système fermé est soit fixe, soit variable. L'adjectif monochore n'a pas de sens physique. En revanche, si un système est en contact thermique avec une source de chaleur de température Te fixe, on peut envisager une transformation monotherme :
Te fixe et Tinitial=Tfinal=Te
Toute évolution sans isolation thermique particulière peut être qualifiée de monotherme avec Te= température ambiante si l'état initial et l'état final correspondent à des équilibres thermiques.
Une évolution à l'air libre est donc souvent à la fois monotherme et monobare si l'état initial et l'état final sont des états d'équilibre thermique et mécanique.
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