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Thermodynamique
Bonjour,
Je vais passer un test en thermodynamique (pour une école) la semaine prochaine, et je fais actuellement des annales pour m'entraîner. Je n'ai pas la correction et, il y a certaines notions que je n'ai pas vu en cours, ainsi j'aimerais savoir si ce que j'ai fait est correct. Le programme porte sur le 1er principe et les gaz parfaits.
Je n'ai pas fait la 1ère question car je n'ai pas trouvé d'éléments de réponse.
Voici l'énoncé et mes réponses :
1) Qu'est-ce qu'un régime stabilisé ?
2) Quelles grandeurs caractérisent la notion d'air humide ?
Je ne sais pas si c'est ce qui est attendu, mais j'ai mis que c'était la température et la teneur en humidité.
3) Quelle est la différence entre masse volumique et densité ? Donnez les unités.
Une masse volumique a une unité (kg/m3) tandis qu'une densité n'en possède pas (d = ).
Pour un gaz est la masse volumique de l'air, pour un liquide
est la masse volumique de l'eau.
4) L'expression : PV
=cste est-elle toujours applicable ? Justifiez et donnez des exemples d'application
Non, cette expression n'est valable que pour des gaz parfaits lorsque ne dépend pas de la température, et que l'on se situe dans une transformation isentropique.
Pour les exemples d'application, je ne sais pas trop.
5) Montrer que dans une détente adiabatique un gaz parfait se refroidit toujours.
Soit , le volume final du gaz et
son volume initial.
>
et en utilisant le premier principe dans le cas où il n'y a pas d'échange de chaleur, on a :
.
Le système fournit du travail au milieu extérieur (et donc de la chaleur).
Je ne sais pas si il faut considérer le cas , non constant (mais le résultat est le même).
6) Définissez une machine de Carnot.
Je n'ai pas vu cette notion en cours. J'ai trouvé ça 
, est-ce que le paragraphe 16.1.1 correspond à ce qui est attendu ?
7) Quel volume d'eau à 60°C faut-il ajouter à 10 litres d'eau à 20°C pour obtenir un bain à 35°C ?
J'aboutis à l'expression :
Tf : température de l'eau à 20°C
Tc : température de l'eau à 60°C
Vf : volume de l'eau à 20°C
Vc : volume de l'eau à 60°C
Et je trouve un volume de 6 litres.
8) Définissez transformation réversible et transformation irréversible.
Une transformation réversible est une transformation durant laquelle, il n'y a pas de variation d'entropie, alors qu'il y a variation d'entropie pour une transformation irréversible.
Merci d'avance pour l'aide apportée! Si vous avez des cours/exercices (que ce soit sur internet ou un livre) à me conseiller pour réviser ces notions, je suis preneur!
Bonjour
1) : ce terme ne me semble pas souvent utilisé : on parle plutôt d'état d'équilibre ou, pour un fluide en écoulement : de régime permanent ???
2° : OK avec de préférence degré hydrométrique à la place de teneur en humidité.
3° : OK
4) : OK pour la définition. Les détente où les compression rapides sont très souvent considérées comme adiabatiques même si l'isolation thermique n'est pas parfaite car les échanges thermiques sont très lents. Une détente ou une compression adiabatique est parfois modélisée par une détente (ou une compression) adiabatique réversible donc une isentropique
5) Comme tu l'as dit : W<0 donc 
U=Q+W=W<0 ; première loi de Joule : U est proportionnelle à T pour un gaz parfait donc...
6) Une machine de Carnot est une machine où un gaz décrit un cycle en échangeant de la chaleur avec deux sources : une source froide et une source chaude. On peut distinguer des cycles moteurs et des cycles récepteurs (pompes à chaleur, réfrigérateurs) mais tout cela est l'objet d'un chapitre entier de cours...
7) Formule littérale OK
8) Faux : une transformation isentropique doit être à la fois adiabatique et réversible. Il peut très bien y avoir variation d'entropie pour une transformation réversible non réversible. Une transformation réversible est une transformation à la fois quasi statique et renversable. J'ai déjà eu l'occasion de développer tout cela ici : Themodynamique, entropie et transfert thermique
Pose des questions complémentaires si tu le juges utile.
Merci pour les corrections !
Ah du coup pour la 1) un système est à l'équilibre quand il est à l'équilibre mécanique, thermique et osmotique.
Pour la 5), je comprends mieux avec la loi de Joule (). Mais je n'ai pas compris quelque chose, est-ce que je dois quand-même, en toute rigueur, considérer le cas où pext dépend du volume ?
Pour la 8), je pense avoir compris. En fait, j'ai fait le raccourci pas de variation d'entropie mais je voulais dire pas de production d'entropie, cette définition est-elle aussi fausse ?
5) : la détente n'est pas qualifiée de réversible : tu n'as donc pas à remplacer Pext par la pression P du gaz. Ta façon de démontrer W<0 est parfaite !
8): Une évolution réversible correspond effectivement à une entropie créée nulle, l'entropie d'échange n'étant pas nulle si l'évolution se produit avec transfert thermique.
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