On prend n=10moles d'un GP G1 à la température T1=300K et sous la pression P0 et n2=20moles d'un GP G2 à la température T2 = 400K et sous la pression P0.
On les mélanges, dans une enceinte calorifugées, de façon adiabatique et isobare. Le mélange obtenu à l'état final est sous la pression P0.
Les deux gaz G1 et G2 sont diatomiques avec Cpm = (7/2)R.
a) Déterminer la température finale du mélange.
b) Déterminer littéralement puis calculer la variation d'entropie du système constitué par {G1 U G2}.
Désolé, pour la a) je ne sais pas trop par où démarrer.. Peut-on appliquer les lois de Laplace ? Sont-elles bénéfiques ici ? Voilà le genre de question que je me pose..
Merci d'avance !
bonjour,
pourquoi chercher à compliquer d'emblée les choses?
je sais bien qu'en thermo, au début, on est un peu submergé par toutes les formules mais il y a quand même deux principes incontournables et pour les GP, PV=nRT
avec ça on fait 90% des exos en Sup
a) applique déjà le 1er principe et le tour sera joué je pense!
Sur mon brouillon j'avais fait ça:
1er principe: ΔU = W + Q mais le mélange est adiabatique donc sans transfert de chaleur d'où ΔU = W non ?
Mais après je ne savais quoi faire car je ne savais pas d'où partir, car je ne vois pas où apparait la température à part peut être avec la loi de Joule pour un gaz parfait qui donne dU = CvdT mais c'est tout je n'ai pas réussi à en faire quoi que ce soit.
Merci d'avance !
effectivement avec U ça bloque
mais comme la transformation est isobare le reflexe est d'utiliser une autre fonction d'état
Bah je ne vois que dH = dU + PdV + VdP = -PdV + TdS + PdV + VdP = TdS + VdP = CpdT or P = cste donc TdS = CpdT mais on bloque aussi avec S du coup !
ce que tu écris, c'est l'identité thermodynamique, ce n'est pas le 1er principe
considérons le système {G1+G2}
la transformation est adiabatique isobare donc H = Qp = 0
or H =
H1 +
H2
avec H1 = n1 cpm (Tf-T1) (pour le gaz 1)
H2 = n2 cpm (Tf - T2 ) (pour le gaz 2)
on en déduit Tf
Nan c'est bon je suis bête c'est parce que c'est adiabatique donc Qp = 0 et W s'annule avec Δ(PV) c'est ça ?
W est compris dans H
puisque U = W+Q
sur une isobare:
U = Qp + PV
ou encore U -(PV) = Qp
donc H = Qp
autre remarque: on peut passer par U car en fait W=0 pour {G1+G2} (enceinte rigide), donc U = 0 =
U1 +
U2
on trouve la même valeur pour Tf
sauf erreur
Justement pour U c'est ça qui me perturbait car c'est marqué enceinte calorifugées mais pas rigide !
Et avec ΔU = ΔU1 + ΔU2 il aurait fallu utiliser ΔU = CvΔT ?
D'accord ça marche j'ai comprit .
J'ai Tf = (n1*t1 + n2*T2)/(n1+n2) = 366K avez-vous ça ?
b) Déterminer littéralement puis calculer la variation d'entropie du système constitué par {G1 U G2}.
Ici, doit-je considérer indépendamment comme à la question a) le gaz 1 puis le gaz 2 et faire la somme ou bien puis-je m'en sortir autrement ?
ici S =
S1 +
S2
pour le calcul de S en général, on considère une tranfo. réversble fictive avec même état initial et final, on part de l'identité thermo. et ,pour un GP, on peut faire le calcul car on a PV=nRT
sur une isobare: dH = TdS donc dS = dH/T = ...
Je n'ai pas très bien comprit, ici par où dois-je partir alors ?
Je pars de ΔS = ΔS1 + ΔS2 et je calcul d'une part ΔS1 et d'une autre part avec ΔS2 avec l'identité thermo' ?
dU = -PdV + TdS mais je suis bloqué car il me reste dU sur les bras et -PdV aussi car on sait pas si l'enceinte est rigide. Quand bien même elle le serait, on aurait alors W = 0 et Q = 0 donc dU = TdS = 0 et donc ΔS=0... À moins que je me trompe encore..
Oui je suis trop bête j'oublie tout le temps H !!
Merci je trouve ΔS = 14,47 J/K.
J'ai commencé un autre exercice un peu plus long, j'en ai déjà fait un dans le même genre mais là j'ai du mal à commencer car c'est la consigne et le vocabulaire qui me bloquent, pourrais-je vous demander de l'aide ?
Et au fait, pourriez-vous m'indiquer la différence entre isobare et monobare ? POur moi c'est la même chose P=cste mais je ne pense pas que ce soit que ça..
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