Cet exercice a pour but de décrire les transformations infiniment lentes d’un gaz parfait, en terme de variation d’énergie interne et d’enthalpie ainsi qu’en terme de travail et de transfert de chaleur reçu par le système, dans les cas isotherme, isochore et isobare. Énoncé de l’exercice – Transformations infiniment lentes d’un gaz parfait – On …
Cet exercice a pour objectif de déterminer et de comparer les transferts énergétiques se déroulant lors de la compression monotherme d’un gaz parfait dans deux cas. Lorsque cette transformation est brutale et lorsqu’elle est lente. Énoncé de l’exercice – Compression monotherme d’un gaz parfait – De l’air à la température $T_0$ est contenu dans un …
Cet exercice est assez classique. Il s’agit d’appliquer le premier principe de la thermodynamique sur un système constitué d’un certain volume de gaz parfait afin de déterminer le travail fourni lors d’une transformation quasi-statique et d’en déduire la puissance d’une pompe. Énoncé de l’exercice – Puissance d’une pompe – Calculer la puissance d’une pompe servant …
Cet exercice est assez classique. Il s’agit d’appliquer le premier principe de la thermodynamique afin de déterminer le travail lors d’une transformation adiabatique. Énoncé de l’exercice – Travail lors d’une transformation adiabatique – Une masse de $m=1~000~\mbox{g}$ d’air, assimilé à un gaz parfait diatomique, subit une compression adiabatique faisant passer sa température de $T_1=293~\mbox{K}$ à …
Il s’agit d’un exercice de calorimétrie typique où les transferts thermiques proviennent du milieu extérieur par l’intermédiaire d’une résistance chauffante (contrairement à l’exercice Méthode des mélanges où ils sont réalisés par mélange de phases à des températures différentes). C’est la calorimétrie par la méthode électrique. Le but est la détermination de la capacité calorifique (valeur …
Il s’agit d’un exercice de calorimétrie typique, utilisant les méthode des mélanges, qui comprend : le calcul d’une température d’équilibre d’un mélange de deux phases condensées à des températures différentes ; la détermination de la valeur en eau (équivalent de la capacité thermique du calorimètre) du calorimètre ; la détermination de la capacité thermique massique …
L’objectif de cet exercice est l’étude d’une transformation cyclique à partir d’un graphique, plus précisément un diagramme de Clapeyron. Énoncé de l’exercice – À partir d’un graphique – On envisage la transformation cyclique d’un système fermé, constitué d’une quantité $n$ d’un corps pur, décrite dans le diagramme de Clapeyron suivant (au sein duquel l’isotherme de …
Le but de cet exercice est d’étudier un système thermodynamique subissant trois transformations différentes caractérisées par les mêmes états d’équilibre initial et final, puis de discuter la nature de fonction d’état des différents transferts énergétiques (ainsi que leur somme) que subit le système. Énoncé de l’exercice – Transferts énergétiques = fonctions d’état ? – On …
Énoncé de l’exercice – Transformations couplées – Un cylindre fermé horizontal est divisé en deux compartiments A et B de même volume $V_0$ par un piston coulissant librement sans frottement. A et B contiennent chacun une mole de gaz parfait à la pression $P_0=10^5~\mathrm{Pa}$ et à la température $T_0=273~\mathrm{K}$. Le piston, la surface latérale du …
Énoncé de l’exercice – Transformation d’un mélange gaz-solide – Une mole d’air ainsi qu’un bloc de cuivre solide de $270$ g ont été placés dans un cylindre schématisé ci dessous. On précise que : le piston est mobile sans frottement, les autres parois sont fixes ; les éléments grisés sont athermanes, tandis que la parois $(\mathrm{F})$ permet …