Bonjour,
j'ai une annale mais pas la correction, ça serait pour savoir si les raisonnements sont bons.
On considère un système fait de 2 mol de CO2 gazeux à 25°C et 10
bar, confiné dans un cylindre de section égale à 10 cm². Il est détendu de manière adiabatique contre une pression de 1 bar jusqu'à ce que le piston se soit déplacé de 20cm. En supposant que le gaz est un gaz parfait de capacité calorifique molaire cV = 28.8 J.K−1.mol−1, calculer :
1. La chaleur échangée avec l'extérieur q
2. Le travail échangé w
3. La variation d'énergie interne ∆U
4. La variation de température ∆T
Nous voulons maintenant calculer la variation d'entropie ∆S. Comme l'entropie est une fonction d'état, sa variation ne dépend pas du chemin suivi. On décompose la transformation suivant un chemin facilitant les calculs, c'est à dire, (A) un refroidissement à volume constant jusqu'à Tf et (B) une détente isotherme à Tf .
5. Calculer la variation d'entropie ∆SA associée à la l'étape (A).
6. Calculer la variation d'entropie ∆SB associée à la l'étape (B).
7. En déduire la variation d'entropie ∆S totale.
8. Comparer q/T et ∆S. Quelle relation retrouve-t-on ?
9. Que pouvez-vous en déduire sur cette transformation ? Pouviez-vous vous attendre à ce résultat en comparant la pression à l'intérieur de l'enceinte à la pression extérieure ?
10. A la fin de l'expérience, le système est-il à l'équilibre mécanique ?
1. q=0 car transfo' adiabatique
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9. Transfo' irréversible.
Oui car
10. donc pas d'équilibre mécanique
Merci beaucoup par avance.
Bonsoir
D'accord avec ce que tu as fait sauf la question 8. Mais tu as des excuses : elle est particulièrement mal posée pour 2 raisons:
1. L'expression Q/T n'a pas de sens dans la mesure où la température T du gaz n'est pas définie pour chaque état intermédiaire du gaz puisque l'évolution est irréversible. De plus, la température finale est différente de la température initiale.
2. Le second principe demande de comparer la variation d'entropie à Q/Te où Te désigne la température de la source extérieure de chaleur avec laquelle s'effectue le transfert thermique.
Comme ici, la transformation est adiabatique, il suffit que la variation d'entropie soit strictement positive pour pouvoir qualifier la transformation d'irréversible.
Bonsoir,
merci pour ta réponse. J'aurais plusieurs questions.
pour une transformation réversible.
Cette équation peut-elle être démontrer ou fait-elle partie du postulat du second principe ?
Bonsoir
Tu peux commencer si tu veux par lire le bref résumé de cours que j'ai eu l'occasion de poster il y a peu : entropie
Si une transformation est monotherme, l'entropie d'échange s'écrit :
La variation d'entropie du système fermé s'écrit :
ou l'entropie créé est strictement positive si la transformation est irréversible et nulle dans le cas limite de la réversibilité. Donc :
Si la transformation est monotherme irréversible :
Si la transformation est monotherme réversible :
car dans ce cas limite : T=Te au premier ordre près, Te étant une constante.
Vous devez être membre accéder à ce service...
Pas encore inscrit ?
1 compte par personne, multi-compte interdit !
Ou identifiez-vous :