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Variation d'entropie de l'eau
Bonjour,
J'essaie de résoudre un exercice portant sur la variation d'entropie de l'eau :
Soit un système piston-cylindre thermiquement isolé contenant 5 L d'eau liquide saturée à 150 kPa. Une résistance électrique plongée dans l'eau est allumée et 2000 kJ de chaleur sont transmis au fluide. Déterminez la variation de l'entropie de l'eau au cours de l'évolution.
Alors je sais que . Je lis sur ma table thermodynamique que, le liquide étant saturé à 150 kPa, on a alors
. Je vous passe le reste des calculs, je trouve
Mais j'ai la réponse finale, qui est
Je crois savoir d'où vient l'erreur : en appliquant ma formule, j'ai considéré l'eau comme un isotherme. Or la quantité d'eau est trop faible devant l'énergie avancée pour pouvoir faire ce genre d'approximations. Le problème étant que je n'ai pas la capacité calorifique de l'eau. Je possède en revanche une table thermodynamique qui me permet de connaître sous forme massique le volume, la pression, l'énergie interne et l'entropie de l'eau.
Merci d'avance pour votre aide,
Lantean
Bonjour
Il faut bien revoir ton cours sur le second principe. Cette fiche pourra peut-être t'aider :
https://www.ilephysique.net/physique_sup-deuxieme-principe-thermodynamique-cours.php
La formule
S=Q/T n'est valide que pour une évolution réversible isotherme, ce qui n'est pas le cas ici.
Pourrais -tu fournir un énoncé complet de ton exercice car ce que tu as copié est incomplet et ambiguë. Les conditions de transfert thermique ne sont pas bien précisées. Faut-il comprendre que le liquide est en équilibre avec de la vapeur et que la pression, donc aussi la température restent fixes ? Dans ce cas, il y a vaporisation partielle de l'eau...
Il suffit de cliquer sur l'icône ci-dessous pour ouvrir le document dont je viens de parler :
Deuxième principe de la thermodynamique
Merci pour ta réponse Vanoise,
Malheureusement je peux t'assurer que l'exercice est au complet. Notre prof nous a dit qu'il était "évident" qu'un système piston-cylindre implique une transformation isobare, peut-être que ça peut aider ?
C'est évident uniquement si le piston est libre de se déplacer librement sans frottement, ce que ne précise pas ton énoncé. Dans ces conditions, un équilibre liquide vapeur implique effectivement une transformation isotherme. Dans ces conditions, on obtient ton résultat (qu'il faudrait justifier) et pas 5,72kJ/K...
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