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Niveau maths sup
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Thermodynamique - thermostat

Posté par
Froware
13-05-18 à 20:17

Bonjour,

je réalise un exercie et j'ai un petit problème de vocabulaire :

On plonge une brique de capacité thermique C = 1,00 kJ. K−1
à la température initiale T0=450 K dans l'eau d'un lac assimilé à un thermostat à la température T= 280 K.

2) Quelle est la température d'échange Tech  de la brique ?
3) Quelle est la température d'échange Tech  du lac ?
....
.
.


Je ne comprends pas à quoi correspond 'température d'échange' ?

merci par avance,

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique - thermostat 13-05-18 à 21:36

Bonsoir
L'eau du lac est assimilée à un thermostat. On peut donc considérer que, pendant l'échange de chaleur avec la brique, la température du lac reste fixe. Sa température d'échange est tout simplement sa température (280K).
En revanche, la température de la brique lors de l'échange de  chaleur avec l'eau n'est pas la même en tout point de la brique : elle atteint très vite la température de l'eau à sa surface surface alors que l'intérieur de la brique met davantage de temps à se refroidir. On ne peut donc pas définir une température d'échange pour la brique. On peut juste dire qu'à l'équilibre thermique, au bout d'un temps qu'il n'est pas facile ici d'évaluer mais qui est sans doute de l'ordre de quelques minutes, un équilibre thermique est atteint : la température en tout point de la brique est devenue égale à celle de l'eau du lac.
Je ne sais pas si le concepteur de l'énoncé attend davantage de précisions... Cette question est-elle en rapport avec le second principe et l'expression de la variation d'entropie ?

Posté par
Froware
re : Thermodynamique - thermostat 13-05-18 à 22:23

La première question de l'exercice était :  1) Quelle est la température finale de la brique ?
ce à quoi j'ai répondu : la température finale de la brique est égale à celle du thermostat : 280K; donc la question 2) est un peu 'en double'  ?
Le reste de l'exercice parle d'énergie thermique reçue, de variation d'entropie, d'entropie échangée et créée, et de transformation réversible/irréversible.
En fait, je ne comprends pas la notion de température d'échange, qui n'apparait nul part dans notre cours...
pour le lac, je comprends mais pour la brique la question est ambiguë... merci pour votre réponse en tout cas c'est tout de même plus clair =)

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique - thermostat 13-05-18 à 22:34

La notion de température d'échange n'apparaît pas en général dans les cours de thermo classique et me semble ambiguë...  Mais quelque chose m'a peut-être échappé...



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