Bonjour, je suis en prépa PCSI et je suis actuellement bloqué sur la fin de cet exercice de thermodynamique. Je vous ai mis tout l'énoncé mais les seules questions auxquelles je n'ai pas répondu sont les questions 2)e) et 2)d).
Un récipient, de volume intérieur variable V, est constitué d'un cylindre muni d'un piston mobile sans frottement. Toutes les parois diathermanes (non calorifugées) sont au contact d'une source de chaleur, de température constante Text (atmosphère par exemple).
1) Le piston est immobilisé provisoirement dans une position initiale telle que le volume intérieur du cylindre est Vi. Exprimer, en fonction des données de l'énoncé, la masse maximale mmax d'eau pure qui peut être injectée dans ce récipient, initialement vide, sans qu'apparaisse la phase liquide du corps pur eau.
2)La masse d'eau injectée, dans ce récipient vide, est m (avec m < mmax).
a) Faut-il procéder, à partir du volume Vi, à une augmentation, ou à une diminution du volume du récipient de manière isotherme, pour faire apparaître la première goutte de liquide (ou goutte de rosée) ?
b) Exprimer, en fonction des données de l'énoncé, le volume Vo d'apparition de la phase liquide.
c) Le volume V est modifié, toujours à partir de la valeur Vi, de manière quasi-statique (ou mécaniquement réversible), jusqu'à ce que les deux masses d'eau liquide ml et d'eau vapeur mv, en équilibre, soient égales : ml = mv = m/2. Exprimer, en fonction de Vo, le volume final Vf.
d) Représenter la transformation subie par la masse m de corps pur sur chacun des deux diagrammes précédents P = f(T) et P = f(V).
e) Exprimer, en fonction des données de l'énoncé, la grandeur de transfert « travail » Weau reçue (ou mise en jeu) par le corps pur eau, au cours de la transformation.
Merci d'avance pour votre aide
Et voici les données que j'ai oublié de mettre dans le message précédent ainsi que mes réponses aux questions calculatoires :
Le corps pur étudié est le corps pur eau (H2O).
Hypothèses de travail et données :
• l'eau gaz (vapeur sèche) et l'eau vapeur (en équilibre avec le liquide) peuvent être considérés comme des gaz parfaits ;
• le volume de la phase liquide est négligé devant le volume de la phase vapeur
• P*(T) est la pression de vapeur saturante du corps pur eau, à la température T : P*(H2O, 373K) = 1,00.105 Pa
• M est la masse molaire de l'eau : M = 18,0.10-3 kg.mol-1
• R est la constante des gaz parfaits : R = 8,31 J.K-1.mol-1
1)
2)b)
2)c)
Enfin pour la question 2)e) j'ai essayé d'utiliser
mais je n'arrive pas à obtenir le résultat souhaité qui est :
Bonjour
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