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Thermodynamique

Posté par
Electromag45
27-02-23 à 20:39

Bonsoir tout le monde , j'ai besoin d'aide à propos de cet exercice

Le cycle thermique d'un moteur automobile à essence peut être schématisé par le diagramme ci-dessous en coordonnées P-V :

On considère que ce cycle est décrit par une mole de gaz triatomique linéaire.

On suppose que la transformation de A à B est adiabatique réversible, de B à C est une transformation isochore, de C à D est adiabatique réversible et D à A est isochore.

Soit C_v la capacité calorifique à volume constant, du gaz qui subit ce cycle de transformations.

1- Déterminer l'expression de C_v

Voici mes éléments de recherche :

Puisque la transformation de B à C est isochore, cela signifie que \Delta V=0. Par conséquent, la chaleur apportée au gaz lors de cette transformation est utilisée pour augmenter la température du gaz :

C_v = \frac{\delta Q}{\mathrm{d}T}_{\mathrm{V}}

En utilisant la loi des gaz parfaits, on peut exprimer \delta Q en fonction de la variation de température \mathrm{d}T et de la variation de volume \mathrm{d}V :

\delta Q = C_v \mathrm{d}T = n C_v c_V \mathrm{d}T = n c_p \mathrm{d}T = nR \mathrm{d}T

c_V est la capacité calorifique molaire à volume constant, c_p est la capacité calorifique molaire à pression constante et R est la constante des gaz parfaits.

En utilisant l'expression de la chaleur apportée au gaz, on peut écrire :

\Delta U = \delta Q + \delta W

\Delta U est la variation d'énergie interne du gaz et \delta W est le travail fourni par le gaz. Puisque les transformations de A à B et de C à D sont adiabatiques, cela signifie que \delta Q = 0. Le travail fourni par le gaz lors de la transformation de B à C est nul car \Delta V=0. Le travail fourni par le gaz lors de la transformation de D à A est également nul car la pression reste constante. Par conséquent, on a :

\Delta U = 0

et donc :

n c_V \mathrm{d}T = 0

puisque \Delta U = n c_V \Delta T. Cela implique que \Delta T = 0, ce qui signifie que la température ne varie pas lors de la transformation isochore de B à C.

Par conséquent, la capacité calorifique à volume constant est égale à la capacité calorifique à pression constante :

C_v = C_p = \frac{\mathrm{d}Q}{\mathrm{d}T}_P = n c_P

c_P est la capacité calorifique molaire à pression constante.

Merci d'avance !

Thermodynamique

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 27-02-23 à 21:02

Bonjour
je crois que tu devrais commencer par bien revoir ton cours et surtout faire preuve de rigueur dans tes notations ; cette formule est une horreur :  \Delta U = \delta Q + \delta W !!!
Tu pourrais commencer par étudier cette fiche, en particulier la fin du paragraphe 2 sur les notations, l'étude des capacités thermiques (paragraphe 5). L'étude des diverses transformations et l'exercice corrigé ($6 et $7).
Premier principe de la thermodynamique



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