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Niveau école ingénieur
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Thermodynamique

Posté par
azertya
04-04-13 à 20:28

Bonjour, pouvez vous m'aider avec cet exercice ?


On place 500g d'eau dans un récipient de capacité thermique négligeable. Ce récipient est posé sur une plaque chauffante (thermostat) à la température Tplaque=700°C. L'ensemble se trouve dans une pièce à la température constante Tpiece=25°C et sous la pression constante de 1 bar.

On considere une transformation au cours de laquelle la température de l'eau passe de 25 à 5°°C. On admet que l'évaporation de l'eau est négligeable et qu'il ne se produit aucun transfert thermique direct entre la plaque chauffante et la pièce.


1) On suppose d'abord que le transfert thermique entre  l'eau et la plaque chauffante est assez rapide pour admettre qu'il ne se produit aucun échange thermique entre l'eau et la pièce. Montrez par un calcul d'entropie que le processus est irréversible.

Dans la correction on calcul S(eau), ça je comprend bien. Mais ensuite on dit que S(plaque) = -H(eau)/T(plaque). Je ne comprend pas cette partie, pouvez vous m'éclairer ?


Merci !

Posté par
flaja
re : Thermodynamique 05-04-13 à 19:10

Bonjour Azertya
La chaleur échangée entre la plaque et l'eau est :
dq = m c_p dT(eau)
Entropie reçue par l'eau :
\Delta S(eau) = \int m c_p dT / T= m c_p ln(T)
Entropie fournie par la plaque dont la température est constante :T(plaque)
\Delta S(eau) = \int m c_p dT / T(plaque) = m c_p \Delta T / T(plaque)

Pour que le chauffage soit réversible,
il faudrait que la source chaude (la plaque) soient à la même température que l'eau : les entropies seraient alors égales.

Exemple pratique : pour chauffer l'air qui entre dans une maison
avec l'air qui en sort de manière assez réversible,
on utilise une ventilation à double flux :
les deux airs circulant en sens inverses sont localement presque à la même température.



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