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Thermodynamique

Posté par
aua
11-11-24 à 15:12

Bonjour, j'espère que vous allez bien. J'ai du mal à comprendre cette exercice.
Sur une bouteille en acier, on trouve les indications suivantes :
Thermodynamique
Elle est indiquée d'un détenteur pour l'argon à la pression atmosphérique, à la même température.
1) Quel est le volume interne de la bouteille ?
2) A) Quel est le volume utile de l'argon ?
b) Quel est la masse d'argon qui demeure dans la bouteille en fin
d'utilisation ?
On donne : Masse molaire de d'argon qui demeure dans la bouteille en fin d'utilisation.
PS: Cet exercice nécessite une interprétation des indications portées sur l'étiquette…La pression indiquée (appelée « pression de service ») est une pression relative ! la pression réelle du gaz est donc de 201 bar. Evidemment, le volume intérieur de la bouteille ( appelé volume en eau), n'est pas égal à 10 m³. Ce volume serait celui du gaz s'il était à la pression atmosphérique et à la température de 20 °C
Merci d'avance !

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 11-11-24 à 15:24

Bonjour
La loi des gaz parfaits s'applique à l'argon supposé être à la pression atmosphérique. Cela permet de répondre aux questions.

Posté par
aua
re : Thermodynamique 11-11-24 à 15:28

Déjà je voulais savoir que représente les indications.
Au prime abord j'avais compris que c'était le volume de la bouteille.
Du coup pour calculer le volume interne ( que j'avais compris comme étant le volume du gaz a l'intérieur de la bouteille), j'ai posé : Vint= PV/Pint. D'où Vint=1,013.10⁵ × 10/201×1,013.10⁵

Posté par
aua
re : Thermodynamique 11-11-24 à 15:29

Sauf que partant de ce raisonnement, que représente le volume utile ?

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 11-11-24 à 15:49

Lorsque la bouteille est relié au milieu extérieur par l'intermédiaire du détendeur, en fin d'utilisation, les 10m3 à la pression atmosphérique sont répartis en deux :
- le volume interne sous la pression atmosphérique, qui ne peut sortir de la bouteille ;
- le volume sorti de la bouteille sous la pression atmosphérique qui constitue le volume utile.

Posté par
aua
re : Thermodynamique 11-11-24 à 20:36

Et qu'est ce qui empêche le volume interne de sortir ?

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 11-11-24 à 21:10

Imagine deux récipients reliés par une canalisation contenant du gaz. Le gaz va s'écouler spontanément du récipient où la pression est la plus élevée vers le récipient où la pression est la plus faible et l'écoulement s'arrêtera dès que les pressions deviendront égales dans les deux récipients.
Ici l'air atmosphérique joue le rôle de second récipient, un récipient tellement grand que la pression ne varie pas par l'arrivée d'argon. Dès que la pression d'argon dans la bouteille atteind la pression atmosphérique, la bouteille cesse de se vider.

Posté par
aua
re : Thermodynamique 12-11-24 à 22:48

Okeyy je comprend un peu mieux le phénomène maintenant.

Posté par
aua
re : Thermodynamique 12-11-24 à 22:51

Mais sachant que le volume interne c'est celui qui ne sort plus parce que la pression interne devient égale à celle a l'extérieur. On aura a la fin d'utilisation : PVint=RnT ? Et non pas PintVint=RnT ?

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 13-11-24 à 11:06

Tes notations ne sont pas très précises, tu n'indiques pas la signification de P et de n. Pour la question  2b), on peut utiliser l'indice "int" pour l'intérieur de la bouteille. Comme déjà expliqué, en fin d'utilisation la pression intérieure est égale à la pression extérieure, c'est à dire à la pression atmosphérique arrondie ici semble-t-il à 1bar. La quantité nint de gaz restant à l'intérieur de la bouteille vérifie :
Pint.Vint=nint.R.T où T désigne la température commune.
Une fois connue nint, il suffit de connaître la masse molaire de l'argon pour obtenir mint : la masse d'argon restée dans la bouteille.

Posté par
aua
re : Thermodynamique 13-11-24 à 14:34

vanoise @ 13-11-2024 à 11:06

La quantité nint de gaz restant à l'intérieur de la bouteille vérifie :
Pint.Vint=nint.R.T où T désigne la température commune.

Mais en fin d'utilisation, Pint=P ?

Posté par
aua
re : Thermodynamique 13-11-24 à 14:38

Parce que vous avez dit que  en fin d'utilisation le volume interne c'est celui qui ne sort pas vu que la pression atmosphérique interne devient égale à la pression extérieur.

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 13-11-24 à 15:33

Pint=Patm : la pression atmosphérique. Donc :
Pint=1,013bar.
Tu n'as pas précisé ce que tu notes : "P"...

Posté par
aua
re : Thermodynamique 13-11-24 à 17:03

D'accord !
Du coup PintVint=nintRT et PatmVatm=natmRT
Finalement j'ai Vint=Vatm ?

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 13-11-24 à 18:17

OK pour la relation concernant l'argon dans la bouteille. C'est uniquement celle-ci qui est utile ici car elle permet de calculer nint : la quantité d'argon restante en fin d'utilisation lorsque Pint=Patm.
Donc : Patm. Vint=nint.R.T
L'atmosphère qui nous entoure est de dimensions tellement grandes que Vatm et natm ne sont pas définies mais peu importe : cela n'est pas utile au problème. Et surtout : l'atmosphère est essentiellement constituée d'air : dioxygène et diazote essentiellement.

Posté par
aua
re : Thermodynamique 13-11-24 à 20:35

Dans l'exercice on ne connait pas nint

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 13-11-24 à 20:54

C'est justement ce que tu peux calculer car tu connais toutes les autres grandeurs apparaissant dans la formule.
Ensuite,connaissant la masse molaire de l'argon,tu pourras répondre à la question posée en calculant la masse d'argon dans la bouteille.

Posté par
aua
re : Thermodynamique 14-11-24 à 09:30

Je ne vois pas très bien comment je pourrais calculer cela. On a : nint=margon/Margon

Posté par
aua
re : Thermodynamique 14-11-24 à 09:32

La masse d'argon interne nous ai demandé au niveau de la question 2)A)

Posté par
aua
re : Thermodynamique 14-11-24 à 09:33

2)B) plutôt

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 14-11-24 à 09:38

Je voulais parler de la formule fournie hier à 18h17. Celle que tu évoques dans ton dernier message servira à calculer margon à l'intérieur de la bouteille, que tu pourrais aussi noter mint .



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