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Toute la thermo (DS samedi)

Chapitre 26 : Statique des fluides dans un référentiel Galiléen

I : Champ de force au sein d'un fluide au repos

1) Description du fluide

2) Forces de pressions  a- Au niveau de la paroi    b- Au sein du fluide

Etablir l'expression de l'équivalent volumique des forces de pression s'exerçant sur une particule fluide à l'aide du vecteur gradient.

Donner l'expression du vecteur gradient en coordonnées cartésiennes.

Donner les propriétés du vecteur gradient.

3) Principe fondamental de la statique des fluides 

Etablir l'équation locale de la statique des fluides en traduisant l'équilibre d'une particule fluide.

II : Loi de l'hydrostatique dans un champ de pesanteur uniforme

1) Loi de l'hydrostatique

Exprimer l'équation locale de la statique des fluides lorsque seule la pesanteur est prise en compte.

2) Cas d'un fluide incompressible et homogène

Etablir l'expression du champ de pression dans un liquide incompressible et indilatable.

3) Cas de l'atmosphère isotherme

Donner les hypothèses de l'atmosphère isotherme.

Etablir l'expression du champ de pression dans l'atmosphère isotherme.

Citer les ordres de grandeurs de pression dans l'océan et dans l'atmosphère.

4) Facteur de Boltzmann

III  Résultante des forces de pression sur un solide 

1) Résultante sur une surface

Calculer la résultante des forces de pression qui s'exercent sur une surface plane.

Calculer la résultante des forces de pression qui s'exercent sur une surface hémicylindrique.

2) Résultante sur un solide immergé : poussée d'Archimède

a- Poussée d'Archimède  b- Loi d'Archimède

Quelle est l'origine de la poussée d'Archimède ?

Exprimer la poussée d'Archimède qui s'exerce sur un solide immergé.

Méthode : 

Donner les expressions des surfaces élémentaires dans les différents systèmes de coordonnées.

Calcul de surfaces et de volumes usuels 

Chapitre 27 : Champ magnétique

I : Champ magnétique (cours et applications directes uniquement)

1) Les champs en physique

2) Champ magnétique

a- Aimants b- Champs magnétiques créés par des courants   c- Champ magnétique Terrestre   d- Ordres de grandeur à connaître 

II : Cartographier le champ magnétique

1) Cartes de champs magnétiques à connaître

Tracer l'allure des cartes de champ magnétique pour un aimant droit, une spire circulaire et une bobine longue.

Comment peut-on réaliser un champ magnétique quasi-uniforme ?

Donner les ordres de grandeur de champs magnétiques au voisinage d'un aimant usuel, dans un appareil à IRM et du champ magnétique terrestre.

2) Analyse du lien entre courants et champs magnétiques

  a- Fil infini    b- Spires    c- Solénoïde     d- Bobines de Helmholtz 

III : Symétries et invariances des distributions de courant, conséquences

1) Symétries et antisymétries d'une distribution de courant

2) Conséquences des symétries sur B

Donner les quatre phrases qui donnent les conséquences des symétries de la distribution de courant sur le champ magnétique. Associer ces phrases à des schémas illustratifs.

3) Invariances d’une distribution de courant et conséquences

Définir les invariances d'une distribution de courant, et en donner les conséquences sur le champ magnétique.

4) Méthode pour déterminer la forme générale du champ magnétique

IV : Moment magnétique

1) Vecteur surface

Définir le vecteur surface associé à une boucle de courant plane.

2) Moment magnétique d'une boucle plane

Définir le moment magnétique associé à une boucle de courant plane.

3) Moment magnétique d'un aimant permanent

Donner l'ordre de grandeur du moment magnétique associé à un aimant usuel.

Chapitre 24 : Machines thermiques 

I : Les machines thermiques :

II :  Étude de cycles :

1) Bilan énergétique et entropique d'un cycle

 a- Bilan énergétique  \\  b- Bilan entropique

Justifier l'inégalité de Clausius 

2) Cycle monotherme

Justifier l'impossibilité de faire une machine thermique avec un cycle monotherme 

3) Cycle ditherme

4) Diagramme de Raveau (hors programme )

III : Moteur ditherme

1) Échanges d'énergie

Donner le sens des échanges énergétiques pour un moteur thermique ditherme.

2) Caractériser un cycle moteur 

 a- Rendement \\  b- Rendement maximal

Définir le rendement d'un moteur thermique ditherme et le relier aux énergies échangées au cours d'un cycle. Citer quelques ordres de grandeurs.

Établir l'expression du rendement maximal d'un moteur ditherme.

3) Le cycle de Carnot 

IV : Récepteurs dithermes :

Donner le sens des échanges énergétiques pour un récepteur thermique ditherme.

1) Échanges d'énergie

2) Machine frigorifique

a- Efficacité \\ b- Efficacité maximale

Définir l'efficacité d'une machine frigorifique ditherme et la relier aux énergies échangées au cours d'un cycle. Citer quelques ordres de grandeurs.

Établir l'expression de l'efficacité maximale d'une machine frigorifique ditherme.

3) Pompe à chaleur

 a- Efficacité \\ b- Efficacité maximale

Définir l'efficacité d'une pompe à chaleur ditherme et la relier aux énergies échangées au cours d'un cycle. Citer quelques ordres de grandeurs.

Établir l'expression de l'efficacité maximale d'une pompe à chaleur ditherme.

V : Application : analyse de dispositifs concrets

1) Moteur à explosion 2) Fonctionnement d'un réfrigérateur 3) Fonctionnement d'une pompe à chaleur

VI : La cogénération

Expliquer le principe de la cogénération

Chapitre 25 : Equilibre d'un corps pur diphasé

I Corps pur à l’équilibre sous deux phases

1) Définitions  /  2) Différents états de la matière et transitions de phase  /  3) Diagramme de phase (P, T )  /  4)  Variables d’ état d’un système diphasé à l’équilibre

a- Allure générale  /  b- Courbe de saturation  /  c- Cas particulier de l’ équilibre liquide vapeur  /  d- Système monovariant / divariant  /  e- Points caractéristiques du diagramme de phase  /  f- Particularités de la courbe de fusion.

Représenter le diagramme ($P, T$) d’un corps pur. Placer les phases, et décrire l’état du système aux différents points du diagramme.

II  Equilibre liquide vapeur

1) Diagramme de Clapeyron

a- Construction d’une isotherme  b- Diagramme de Clapeyron

Représenter le diagramme de Clapeyron $(P, v)$ d’un corps pur à l’équilibre liquide-vapeur. 

Placer les courbes de saturation, de rosée, d’ébullition, et les isothermes. Placer les phases et décrire l’état du système aux différents points du diagramme.

2) Composition d’un mélange liquide vapeur

Établir ou donner le théorème des moments.(!!!)

II  Equilibre liquide vapeur en présence d’une atmosphère inerte

1) Atmosphère inerte et pression partielle

Définir la pression partielle d’un gaz dans un mélange de gaz.

2)  Evaporation d’un liquide

Exprimer les conditions d’évaporation (de condensation) de l’eau en présence d’une atmosphère inerte.

3)  Taux d’hygrométrie

IV Bilan d’énergie en présence d’une transition de phase (!!!)

1) Enthalpie massique de transition de phase

Définir l’enthalpie massique de transition de phase

2) Exemple de bilan d’énergie en présence d’une transition de phase

V Bilans d’entropie en présence d’une transition de phase (!!!)

1) Entropie massique de transition de phase

a- Définition b- Relation entre entropie et enthalpie massique de transition de phase

Donner la relation entre les variations d'entropie et d'enthalpie associées à une transition de phase. Quelle est la température qui intervient dedans ?

2) Exemple de bilan d’entropie en présence d’une transition de phase

Chapitre 26 : Statique des fluides dans un référentiel Galiléen (cours uniquement)

I : Champ de force au sein d'un fluide au repos

1) Description du fluide

2) Forces de pressions  a- Au niveau de la paroi    b- Au sein du fluide

Etablir l'expression de l'équivalent volumique des forces de pression s'exerçant sur une particule fluide à l'aide du vecteur gradient.

Donner l'expression du vecteur gradient en coordonnées cartésiennes.

Donner les propriétés du vecteur gradient.

3) Principe fondamental de la statique des fluides 

Etablir l'équation locale de la statique des fluides en traduisant l'équilibre d'une particule fluide.

II : Loi de l'hydrostatique dans un champ de pesanteur uniforme

1) Loi de l'hydrostatique

Exprimer l'équation locale de la statique des fluides lorsque seule la pesanteur est prise en compte.

2) Cas d'un fluide incompressible et homogène

Etablir l'expression du champ de pression dans un liquide incompressible et indilatable.

3) Cas de l'atmosphère isotherme

Donner les hypothèses de l'atmosphère isotherme.

Etablir l'expression du champ de pression dans l'atmosphère isotherme.

Citer les ordres de grandeurs de pression dans l'océan et dans l'atmosphère.

4) Facteur de Boltzmann

III  Résultante des forces de pression sur un solide 

1) Résultante sur une surface

Calculer la résultante des forces de pression qui s'exercent sur une surface plane.

Calculer la résultante des forces de pression qui s'exercent sur une surface hémicylindrique.

2) Résultante sur un solide immergé : poussée d'Archimède

a- Poussée d'Archimède  b- Loi d'Archimède

Méthode : 

Donner les expressions des surfaces élémentaires dans les différents systèmes de coordonnées.

Calcul de surfaces et de volumes usuels