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Travail des forces de pression fonction de Pext

Posté par
aldus
04-06-16 à 17:27

Bonjour,

Sous forme infinitésimale, on écrit le travail des forces de pression : \delta W=-P_{ext}*\delta V.

Dans certain cas, les transformations monobare et isobare, on peut simplifier l'écriture de W et donc P_{ext}=P_0 ou P_{ext}=PP est la pression interne au système.

Ma question porte sur le principe de l'utilisation de P_{ext}.
Naïvement, je pourrais dire que la pression interne au système S est la pression externe qui s'exerce sur le système complémentaire \overline{S}, c'est-à-dire le reste du monde. Compte tenu de ce que le travail des forces de pression sur le système S est fourni par le système complémentaire \overline{S}, ces deux travaux sont égaux aux signes près. Non ?
On pourra m'objecter que la pression extérieure est bien définie (pression de l'atmosphère) quand la pression interne d'un système pas en équilibre peut ne pas être définie.
Y a-t-il quelque chose de plus fondamental qui oblige à utiliser P_{ext} ?

Posté par
vanoise
re : Travail des forces de pression fonction de Pext 05-06-16 à 19:20

Bonjour
Il ne faut pas oublier que W représente le travail reçu (au sens algébrique du terme) par le système, c'est à dire le travail des forces exercées sur le système par le milieu extérieur.
Pext représente la pression (force par unité de surface) exercée par le milieu extérieur sur le système. Remarque souvent oubliée des étudiants : le principe des actions réciproques (ou principe de l'action et de la réaction) impose toujours l'égalité de cette pression extérieure et de la pression du gaz à la frontière du système ; mais seulement si l'évolution du système est quasi statique, le système est homogène à chaque instant, la pression du gaz est la même en tout point du gaz, ce qui permet de poser, sans plus de précision : P = Pext...

Posté par
aldus
re : Travail des forces de pression fonction de Pext 05-06-16 à 19:42

En résumé, on peut dire que le choix de P_{ext} est fondé sur le fait qu'il est plus facile de prendre la pression sur une "source de pression"  qu'ailleurs : c'est ce qui fonde la dissymétrie "extérieur" par rapport au système choisi et qui fait que le rôle de l'extérieur est singulier.
Par contre, quand on a deux enceintes avec une paroi entre elles bloquée par une cale qu'on débloque brutalement, la dissymétrie est moins évidente et le P_{ext} n'est pas mieux défini que la pression interne, non ?

Posté par
vanoise
re : Travail des forces de pression fonction de Pext 05-06-16 à 19:59

Citation :
quand on a deux enceintes avec une paroi entre elles bloquée par une cale qu'on débloque

Tout dépend du choix du système ! Si tu choisis comme système l'ensemble des deux gaz, tu peux poser : W=0 : le système est délimité par des parois fixes...



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