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 Colles du 26/05 en Physique (mise à jour)

Publication le 23/05 à 18h01 (publication initiale le 23/05 à 17h59)

Questions de cours et exercices sur les machines thermiques

1 Comment se traduit le premier principe pour une machine thermique ditherme au cours d’un cycle ?

2 Etablir l’inégalité de Clausius ( deuxième principe pour un cycle ). Dans quel cas a-t-on égalité ?

3 Montrer qu’il n’existe pas de moteur thermique monotherme.

4 On considère un moteur ditherme. a Donner sans démonstration le signe de W, Qc et Qf pour un moteur ditherme. Faire un schéma récapitulatif. b Montrer que choisir W<0 impose le signe de Qc et Qf. c Définir le rendement d’un moteur ditherme.

5Qu’est-ce qu’un cycle de Carnot ? Dessiner un cycle de Carnot dans un diagramme (P, V) puis dans un diagramme (T, S).

6 Enoncer puis démontrer le théorème de Carnot.

7 On considère une machine frigorifique ditherme. a Donner sans démonstration le signe de W, Qc et Qf pour une machine frigorifique ditherme. b Pour un réfrigérateur domestique, qu’est-ce que la source chaude ? Et la source froide ? c Faire un schéma récapitulatif du fonctionnement d’une machine frigorifique ditherme. d Montrer que choisir Qf>0 impose le signe de Qc et W. e Définir l’efficacité d’une machine frigorifique. f Montrer que eFRIGO

8 On considère une pompe à chaleur ditherme. a Donner sans démonstration le signe de W, Qc et Qf pour une pompe à chaleur ditherme. b Pour une pompe à chaleur domestique, qu’est-ce que la source chaude ? Et la source froide ? c Faire un schéma récapitulatif du fonctionnement d’une pompe à chaleur ditherme. d Définir l’efficacité d’une pompe à chaleur. Commenter. e Montrer que ePAC< eREV,PAC. On donnera l’expression de l’efficacité de Carnot eREV,PAC. f Quel est l’intérêt d’une pompe à chaleur, si on la compare avec un radiateur électrique ?

9 Enoncer le premier principe pour un fluide en écoulement (premier principe industriel). Bien préciser à quoi correspond chaque terme.

10Connaître des Ordres de grandeur des efficacité et rendement des machines courantes

11 Expliquer le principe de la cogénération

Questions de cours et exercices sur l'action d'un champ magnétique

1 Retrouver par la méthode de votre choix la dimension d’un champ magnétique.

2 Donner la valeur du champ magnétique terrestre et la valeur du champ magnétique d’un aimant traditionnel.

3 Dessiner l’allure de la carte de champ : • d’un aimant • d’une spire circulaire • d’une bobine longue.

4 Définir le moment magnétique associé à une boucle de courant plane de surface S sans laquelle circule un courant d’intensité i.

5 Donner l’expression de la force élémentaire de Laplace.

6 DOnner l'expression de la force de Laplace qui s'exerce sur un conducteur rectiligne parcouru par une intensit i dans un champ magnétique extérieur $\vec B$

7 Exploiter les propriétés de symétrie des sources de champ magnétique( les courants) pour prévoir la direction du champ créé ( dans le cas du fil rectiligne infini et et dans le cas d'un solénoïde infini )

8 On considère une tige posée sur un rail de largeur a dans un champ uniforme et stationnaire de norme $B_0$ et perpendiculaire au rail, dans laquelle on fait circuler un courant d’intensité i à l’aide d’un générateur. a Etablir l’expression de la force de Laplace s’exerçant sur la tige en fonction de a, $B_0$, v et i. b Etablir l’expression de la puissance de cette force.

9 On considère une spire rectangulaire de centre O pouvant tourner autour de l’axe (Oy), plongée dans un champ uniforme et stationnaire $\vec B= B_0 \vec e_x $ dans laquelle circule un courant électrique d’intensité i. a Donner l’expression du couple magnétique en fonction du moment magnétique de la spire et du champ magnétique . b Etablir très précisément cette relation.

10 Généralisation : donner l’expression du couple magnétique s’appliquant sur un aimant ou un circuit de moment magnétique $\vec M$ plongé dans un champ magnétique $\vec B$ . Donner l’expression de la puissance de ce couple.

11 étudier les positions d'équilibre stables et instable d'une boucle de courant ou d'un aimant de moment magnétique $\vec M$ placé dans un champ magnétique extérieur $\vec B$

 Analyse numérique 2

Publication le 23/05 à 17h13

Document de 77 ko, dans Chimie/S2 PC

 techniques expérimentales

Publication le 23/05 à 13h15

Document de 52 ko, dans Physique/TIPE

 Bilan de la préparation du tipe en fin de PCSI

Publication le 23/05 à 13h15

Document de 62 ko, dans Physique/TIPE

 Regles-biblio

Publication le 23/05 à 13h15

Document de 155 ko, dans Physique/TIPE

 TD25_Actions d'un champ B (mise à jour)

Publication le 23/05 à 13h08 (publication initiale le 23/05 à 13h05)

Document de 691 ko, dans Physique/Cours - TD/Induction 1 : action d'un champ magnétique

 CHAP 25 action d'un champ magnétique cours

Publication le 23/05 à 13h05

Document de 691 ko, dans Physique/Cours - TD/Induction 1 : action d'un champ magnétique

 Cours S2PC.2 Analyse numérique_cor

Publication le 21/05 à 18h16

Document de 65 ko, dans Chimie/S2 PC

 Analyse numérique 1 MR_cor

Publication le 21/05 à 18h16

Document de 185 ko, dans Chimie/S2 PC

 CHAP 25 action d'un champ magnétique -élèves

Publication le 18/05 à 20h37

Document de 543 ko, dans Physique/Cours - TD/Induction 1 : action d'un champ magnétique

 TD24_Corrigé

Publication le 18/05 à 20h35

Document de 575 ko, dans Physique/Cours - TD/Thermo 6: machines thermiques

 Colles du 19/05 en Physique (mise à jour)

Publication le 16/05 à 17h03 (publication initiale le 16/05 à 17h02)

Questions de cours et exercices sur les corps pur en équilibre entre deux phases;

1 Définir le titre molaire en vapeur dans un système en équilibre liquide/vapeur. Même question pour le titre massique en vapeur.

2 Dessiner l’allure du diagramme de phase (P, T) de la majorité des corps purs. Placer les domaines de stabilité des différentes phases. Placer les points remarquables et rappeler brièvement leur signification.

3 Donner l’allure du diagramme (P, T) de l’eau. Placer les différentes phases et les points remarquables.

4 Donner l’allure du diagramme (P, v) (dit « de Clapeyron ») d’un corps pur dans le cas général. Placer les domaines de stabilité des différentes phases et le point critique.

5 Tracer plusieurs isothermes d’Andrews sur le diagramme (P, v) (pour T<, Tc T>Tc et T=Tc )/p>

6 Placer sur le diagramme (P, v) la courbe de saturation, la courbe de rosée et la courbe d’ébullition.

7 Définir la pression de vapeur saturante. De quel(s) paramètre(s) dépend cette grandeur ?

8 On considère le point M sur le diagramme de Clapeyron ci-contre. Enoncer la règle des moments chimiques permettant de déterminer la masse de liquide et la masse de vapeur au point M.

Questions de cours et exercices sur les machines thermiques

1 Comment se traduit le premier principe pour une machine thermique ditherme au cours d’un cycle ?

2 Etablir l’inégalité de Clausius ( deuxième principe pour un cycle ). Dans quel cas a-t-on égalité ?

3 Montrer qu’il n’existe pas de moteur thermique monotherme.

4 On considère un moteur ditherme. a Donner sans démonstration le signe de W, Qc et Qf pour un moteur ditherme. Faire un schéma récapitulatif. b Montrer que choisir W<0 impose le signe de Qc et Qf. c Définir le rendement d’un moteur ditherme.

5Qu’est-ce qu’un cycle de Carnot ? Dessiner un cycle de Carnot dans un diagramme (P, V) puis dans un diagramme (T, S).

6 Enoncer puis démontrer le théorème de Carnot.

7 On considère une machine frigorifique ditherme. a Donner sans démonstration le signe de W, Qc et Qf pour une machine frigorifique ditherme. b Pour un réfrigérateur domestique, qu’est-ce que la source chaude ? Et la source froide ? c Faire un schéma récapitulatif du fonctionnement d’une machine frigorifique ditherme. d Montrer que choisir Qf>0 impose le signe de Qc et W. e Définir l’efficacité d’une machine frigorifique. f Montrer que eFRIGO

8 On considère une pompe à chaleur ditherme. a Donner sans démonstration le signe de W, Qc et Qf pour une pompe à chaleur ditherme. b Pour une pompe à chaleur domestique, qu’est-ce que la source chaude ? Et la source froide ? c Faire un schéma récapitulatif du fonctionnement d’une pompe à chaleur ditherme. d Définir l’efficacité d’une pompe à chaleur. Commenter. e Montrer que ePAC< eREV,PAC. On donnera l’expression de l’efficacité de Carnot eREV,PAC. f Quel est l’intérêt d’une pompe à chaleur, si on la compare avec un radiateur électrique ?

9 Enoncer le premier principe pour un fluide en écoulement (premier principe industriel). Bien préciser à quoi correspond chaque terme.

10Connaître des Ordres de grandeur des efficacité et rendement des machines courantes

11 Expliquer le principe de la cogénération

 activité S2 D.1cor

Publication le 16/05 à 16h27

Document de 740 ko, dans Chimie/S2/partie D diagramme E-pH

 activité S2 D.2cor

Publication le 16/05 à 16h27

Document de 98 ko, dans Chimie/S2/partie D diagramme E-pH

 S2 E_PSI

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 778 ko, dans Chimie/S2/partie E cristallographie

 activité S2 E.2 La liaison dans les solides

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 133 ko, dans Chimie/S2/partie E cristallographie

 activité S2 E.3 Étude d’autres structures cristallines (option PC)

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 269 ko, dans Chimie/S2/partie E cristallographie

 activité S2 E.4 Évolution des rayons (option PC)

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 90 ko, dans Chimie/S2/partie E cristallographie

 Cours S2 E.1 Le cristal parfait

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 277 ko, dans Chimie/S2/partie E cristallographie

 Cours S2 E.2 Les différents types de cristaux

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 213 ko, dans Chimie/S2/partie E cristallographie

 S2 E_PC

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 1 Mo, dans Chimie/S2/partie E cristallographie

 activité S2 E.1 Arrangement cubique

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 69 ko, dans Chimie/S2/partie E cristallographie

 définitions S2.E_PSI

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 94 ko, dans Chimie/S2

 définitions S2.E_PC

Publication le 14/05 à 18h25

Document de 106 ko, dans Chimie/S2

 cours TH6 machines thermiques

Publication le 13/05 à 12h03

Document de 1 Mo, dans Physique/Cours - TD/Thermo 6: machines thermiques

 activité S2PC.8cor

Publication le 12/05 à 16h59

Document de 95 ko, dans Chimie/S2 PC

 TD24_Machines thermiques

Publication le 12/05 à 14h13

Document de 505 ko, dans Physique/Cours - TD/Thermo 6: machines thermiques

 annex chap 24

Publication le 12/05 à 14h13

Document de 3 Mo, dans Physique/Cours - TD/Thermo 6: machines thermiques

 TD23_corps pur diphasé

Publication le 12/05 à 14h12

Document de 132 ko, dans Physique/Cours - TD/Thermo 5 : équilibre d'un corps pur sous deux phases

 TD23_corrigé

Publication le 12/05 à 14h12

Document de 342 ko, dans Physique/Cours - TD/Thermo 5 : équilibre d'un corps pur sous deux phases

 DS07

Publication le 10/05 à 09h16

Document de 317 ko, dans Physique/DS

 correction DS07

Publication le 10/05 à 09h16

Document de 2 Mo, dans Physique/DS

 Colles du 12/05 en Physique (mise à jour)

Publication le 09/05 à 18h04 (publication initiale le 09/05 à 18h01)

exercices sur le premier principe de la thermodynamique

Questions de cours et exercices sur le deuxième principe de la thermodynamique

1 Qu’est-ce qu’une transformation réversible ?

2 Citer les principales causes d’irréversibilité.

3 Donner un exemple de transformation réversible, et un exemple de transformation irréversible. pour la transformation irréversible, on pourra nommer et décrire une transformation bien connue qui, même rendue quasi-statique, reste irréversible.

4 Enoncer de façon complète et précise le deuxième principe de la thermodynamique.

5 Que dit le deuxième principe pour un système isolé ?

6 Interpréter qualitativement l’entropie en termes de désordre statistique à l’aide de la formule de Boltzmann fournie

7 Donner la variation d’entropie ΔS lors d’une transformation adiabatique réversible. Justifier.

8 utiliser l'expression de la variation d’entropie ΔS lors d’une transformation réversible d’un gaz parfait d’un état (T1, V1, P1) à un état (T2, V2, P2) en fonction de n, R, γ, T1, T2, V1 et V2, puis en fonction de n, R, γ, T1, T2, P1 et P2.

9 Enoncer très précisément la loi de Laplace. On n’oubliera pas d’énoncer toutes les hypothèses nécessaires à l’application de cette loi (adiabatique et réversible+ gaz parfait).

10 Déterminer ΔS, Sech et Scréée lors d’une détente de Joule Gay-Lussac d’un gaz parfait. Conclure.

11 Déterminer ΔS, Sech et Scréée lors de la compression monotherme irréversible d’un gaz parfait.

12 utiliser l’expression (donnée) de la variation d’entropie ΔS lors d’une transformation d’une phase condensée.

13 Donner la relation entre la variation d’entropie massique Δs12(T) et la variation d’enthalpie massique Δh12(T) associées à une transition de phase.

Questions de cours et exercices un corps pur en équilibre entre deux phases/u>

1 Définir le titre molaire en vapeur dans un système en équilibre liquide/vapeur. Même question pour le titre massique en vapeur.

2 Dessiner l’allure du diagramme de phase (P, T) de la majorité des corps purs. Placer les domaines de stabilité des différentes phases. Placer les points remarquables et rappeler brièvement leur signification.

3 Donner l’allure du diagramme (P, T) de l’eau. Placer les différentes phases et les points remarquables.

4 Donner l’allure du diagramme (P, v) (dit « de Clapeyron ») d’un corps pur dans le cas général. Placer les domaines de stabilité des différentes phases et le point critique.

5 Tracer plusieurs isothermes d’Andrews sur le diagramme (P, v) (pour T<, Tc T>Tc et T=Tc )/p>

6 Placer sur le diagramme (P, v) la courbe de saturation, la courbe de rosée et la courbe d’ébullition.

7 Définir la pression de vapeur saturante. De quel(s) paramètre(s) dépend cette grandeur ?

8 On considère le point M sur le diagramme de Clapeyron ci-contre. Enoncer la règle des moments chimiques permettant de déterminer la masse de liquide et la masse de vapeur au point M.

 activité S2PC.7cor

Publication le 07/05 à 19h21

Document de 231 ko, dans Chimie/S2 PC

 cours machines thermiques poly

Publication le 05/05 à 19h59

Document de 974 ko, dans Physique/Cours - TD/Thermo 6: machines thermiques

 Chap23_Cours corrigé

Publication le 05/05 à 10h58

Document de 939 ko, dans Physique/Cours - TD/Thermo 5 : équilibre d'un corps pur sous deux phases

 S2 D (mise à jour)

Publication le 05/05 à 06h56 (publication initiale le 27/04 à 16h43)

Document de 479 ko, dans Chimie/S2/partie D diagramme E-pH

 TD22_Corrigé

Publication le 04/05 à 19h50

Document de 2 Mo, dans Physique/Cours - TD/Thermo 4: Deuxième principe: bilan d'entropie

 exos supplementaires_premier_et_second_principes

Publication le 04/05 à 19h45

Document de 249 ko, dans Physique/Cours - TD/Thermo 4: Deuxième principe: bilan d'entropie

 exos supplementaires_premier_et_second_principes

Publication le 04/05 à 19h45

Document de 249 ko, dans Physique/DS/entrainement DS7

 cours chap 22 deuxième principe (mise à jour)

Publication le 03/05 à 13h11 (publication initiale le 29/04 à 21h24)

Document de 2 Mo, dans Physique/Cours - TD/Thermo 4: Deuxième principe: bilan d'entropie

 DS07 entrainement 1correction

Publication le 03/05 à 12h39

Document de 213 ko, dans Physique/DS/entrainement DS7

 DS07 entrainement 2 correction

Publication le 03/05 à 12h39

Document de 318 ko, dans Physique/DS/entrainement DS7

 DS07 entrainement 2

Publication le 03/05 à 12h39

Document de 528 ko, dans Physique/DS/entrainement DS7

 DS07 entrainement 1

Publication le 03/05 à 12h39

Document de 431 ko, dans Physique/DS/entrainement DS7

 Cours S2 D (mise à jour)

Publication le 03/05 à 07h49 (publication initiale le 27/04 à 16h43)

Document de 309 ko, dans Chimie/S2/partie D diagramme E-pH

 Cours S2 D.2 construction diagramme E-pH d'un élément (mise à jour)

Publication le 03/05 à 07h47 (publication initiale le 25/04 à 16h34)

Document de 178 ko, dans Chimie/S2/partie D diagramme E-pH

 Cours S2 D.1 introduction aux diagrammes E-pH (mise à jour)

Publication le 03/05 à 07h42 (publication initiale le 25/04 à 16h34)

Document de 170 ko, dans Chimie/S2/partie D diagramme E-pH

 Colles du 28/04 en Physique (mise à jour)

Publication le 01/05 à 22h52 (publication initiale le 25/04 à 17h13)

Questions de cours et exercices sur la thermodynamique

1) Qu’est-ce que la thermodynamique ? Pour la définir, on précisera son but et on utilisera entre autres l’ordre de grandeur de la constante d’Avogadro.

2) Définir l’échelle mésoscopique.

3) Définir un système fermé, un système ouvert, et un système isolé.

4) Donner un ordre de grandeur du libre parcours moyen dans un gaz, puis dans un liquide.

5) Définir l’énergie interne d’un système thermodynamique.

6) Définir l’équilibre thermodynamique. Établir l’état d’équilibre d’un système soumis aux forces de pression et à une force de frottement solide constante.

7)Différencier les variables d’état extensives et intensives et donner des exemples pour chacune

8) Définir la vitesse quadratique moyenne à l’aide d’une moyenne d’ensemble

9). Donner sans aucune démonstration l’expression de l’énergie cinétique moyenne d’une particule de gaz parfait monoatomique en fonction de la constante de Boltzmann kB et de la température. b. En déduire l’expression de la vitesse quadratique moyenne u en fonction de m, kB et T.

10) Donner la relation entre la pression cinétique P, la densité particulaire d’un gaz n, la masse d’une particule de gaz m et la vitesse quadratique moyenne u. Etablir très précisément cette relation.

11) Quel est l’ordre de grandeur de la vitesse quadratique moyenne des particules d’un gaz parfait à T ambiante ?

12) Quelles sont les hypothèses du modèle du gaz « parfait » ?

13) Donner l’équation d’état d’un gaz parfait.

14) Quand peut-on dire qu’un gaz réel se comporte comme un gaz parfait ? Pour répondre, on pourra s’appuyer sur des réseaux d’isothermes expérimentales en coordonnées de Clapeyron(ou Watt) et d’Amagat.

15) Définir la capacité thermique à volume constant CV, la capacité thermique molaire à volume constant CVm, et la capacité thermique massique à volume constant cVmasse. On donnera les unités de chacune de ces grandeurs. Quelle est la signification physique de cVm ? de cVmasse ?

16) Comment calculer la variation d’énergie interne ΔU lors d'une transformation à volume constant d’un système passant d’une température Ti à une température Tf, connaissant la capacité thermique à volume constant ?

17 Donner l’expression de l’énergie interne d’un gaz parfait monoatomique en fonction de n, R et T.

18 Donner l’expression de l’énergie interne molaire Um d’un gaz parfait monoatomique. faire le lien avec la première loi de Joule ( Um ne depend que de T pour un GP)

19 Comment calculer la variation d’énergie interne ΔU lors d'une transformation quelconque d’un solide ou d’un liquide passant d’une température Ti à une température Tf, connaissant la capacité thermique à volume constant (que l’on considère indépendante de la température) ? Même question si on connait CVm, et même question si on connait cVmasse.

20) Donner la valeur numérique de la capacité thermique massique de l’eau.

Questions de cours et exercices sur le premier principe de la thermodynamique

1 Définir rapidement une transformation isochore, monotherme, isotherme, monobare, isobare, quasi-statique, mécaniquement réversible, réversible.

2 Qu’est-ce qu’un thermostat en thermodynamique ? En donner un exemple.

3 Etablir l’expression du travail élémentaire δW des forces de pression extérieures s’exerçant sur un piston mobile d’une enceinte cylindrique horizontale contenant un gaz. Commenter le signe en fonction de l'augmentation ou de la diminution du volume.

4 Généralisation : donner l’expression du travail W des forces de pression au cours d’une transformation d’un état initial i à un état final f.

5 Donner l’expression de W dans le cas : 5.a D’une transformation isochore ; 5.b D’une transformation monobare ; 5.c D’une transformation mécaniquement réversible ; 5.d D’une transformation isobare mécaniquement réversible.

6 Etablir l’expression du travail des forces de pression lors d’une transformation isotherme mécaniquement réversible d’un gaz parfait d’un volume Vi à un volume Vf.

7 Interpréter géométriquement le travail des forces de pression dans un diagramme de Clapeyron.

8 Comment appelle-t-on un cycle parcouru dans le sens trigonométrique dans le diagramme de Clapeyron ? Comment appelle-t-on un cycle parcouru dans le sens horaire dans le diagramme de Clapeyron ? Justifier.

9 Quels sont les trois types de transferts thermiques ? Les expliquer très rapidement (schéma).

10 Qu’est-ce qu’une transformation adiabatique ?

. 11 Enoncer très clairement et de façon complète le premier principe de la thermodynamique.

12 Comment s’exprime (simplement) le transfert thermique Q lors d’une transformation isochore d’un système thermodynamique macroscopiquement au repos, les seules forces extérieures étant les forces de pression ?

13 Définir l’enthalpie H d’un système thermodynamique.

14 Comment s’exprime (simplement) le transfert thermique Q lors d’une transformation « à pression constante » les seules forces extérieures étant les forces de pression ? N.B. : par « pression constante », on entend soit isobare mécaniquement réversible, soit monobare avec, à l’état initial et l’état final, Pint=Pext.

15 Montrer que, pour un gaz parfait, Hm=Hm(T) (deuxième loi de Joule).

17 l’enthalpie massique de vaporisation de l’eau liquide est LV=ΔhL V=2257kJ.kg-1. Qu’est-ce que cela signifie ?

18 Définir la capacité thermique à pression constante Cp, la capacité thermique molaire à pression constante CPm, et la capacité thermique massique à pression constante cP. On donnera à chaque fois les unités.

19 Etablir la relation entre CVm et CPm pour un gaz parfait (relation de Mayer).

20 En déduire l’expression de CPm pour un gaz parfait monoatomique en fonction de R. Même question pour un gaz parfait diatomique.

21 Exprimer, pour un gaz parfait, CV et CP en fonction de n, R et γ.

22 Que dire de CVm et CPm pour une phase incompressible et indilatable (elles sont égales) ?

23 Pour une phase incompressible et indilatable, comment calculer ΔH connaissant ΔT et la capacité thermique C ? Même question connaissant ΔT et Cm. Même question connaissant ΔT et cmasse.

24 Exprimer le premier principe dans le cas général d’un système thermodynamique fermé subissant une transformation monobare, avec à l’état initial et à l’état final, Pext=Pint.

 Colles du 5/05 en Physique (mise à jour)

Publication le 01/05 à 22h51 (publication initiale le 01/05 à 22h48)

Questions de cours et exercices sur le premier principe de la thermodynamique

1 Définir rapidement une transformation isochore, monotherme, isotherme, monobare, isobare, quasi-statique, mécaniquement réversible, réversible.

2 Qu’est-ce qu’un thermostat en thermodynamique ? En donner un exemple.

3 Etablir l’expression du travail élémentaire δW des forces de pression extérieures s’exerçant sur un piston mobile d’une enceinte cylindrique horizontale contenant un gaz. Commenter le signe en fonction de l'augmentation ou de la diminution du volume.

4 Généralisation : donner l’expression du travail W des forces de pression au cours d’une transformation d’un état initial i à un état final f.

5 Donner l’expression de W dans le cas : 5.a D’une transformation isochore ; 5.b D’une transformation monobare ; 5.c D’une transformation mécaniquement réversible ; 5.d D’une transformation isobare mécaniquement réversible.

6 Etablir l’expression du travail des forces de pression lors d’une transformation isotherme mécaniquement réversible d’un gaz parfait d’un volume Vi à un volume Vf.

7 Interpréter géométriquement le travail des forces de pression dans un diagramme de Clapeyron.

8 Comment appelle-t-on un cycle parcouru dans le sens trigonométrique dans le diagramme de Clapeyron ? Comment appelle-t-on un cycle parcouru dans le sens horaire dans le diagramme de Clapeyron ? Justifier.

9 Quels sont les trois types de transferts thermiques ? Les expliquer très rapidement (schéma).

10 Qu’est-ce qu’une transformation adiabatique ?

. 11 Enoncer très clairement et de façon complète le premier principe de la thermodynamique.

12 Comment s’exprime (simplement) le transfert thermique Q lors d’une transformation isochore d’un système thermodynamique macroscopiquement au repos, les seules forces extérieures étant les forces de pression ?

13 Définir l’enthalpie H d’un système thermodynamique.

14 Comment s’exprime (simplement) le transfert thermique Q lors d’une transformation « à pression constante » les seules forces extérieures étant les forces de pression ? N.B. : par « pression constante », on entend soit isobare mécaniquement réversible, soit monobare avec, à l’état initial et l’état final, Pint=Pext.

15 Montrer que, pour un gaz parfait, Hm=Hm(T) (deuxième loi de Joule).

17 l’enthalpie massique de vaporisation de l’eau liquide est LV=ΔhL V=2257kJ.kg-1. Qu’est-ce que cela signifie ?

18 Définir la capacité thermique à pression constante Cp, la capacité thermique molaire à pression constante CPm, et la capacité thermique massique à pression constante cP. On donnera à chaque fois les unités.

19 Etablir la relation entre CVm et CPm pour un gaz parfait (relation de Mayer).

20 En déduire l’expression de CPm pour un gaz parfait monoatomique en fonction de R. Même question pour un gaz parfait diatomique.

21 Exprimer, pour un gaz parfait, CV et CP en fonction de n, R et γ.

22 Que dire de CVm et CPm pour une phase incompressible et indilatable (elles sont égales) ?

23 Pour une phase incompressible et indilatable, comment calculer ΔH connaissant ΔT et la capacité thermique C ? Même question connaissant ΔT et Cm. Même question connaissant ΔT et cmasse.

24 Exprimer le premier principe dans le cas général d’un système thermodynamique fermé subissant une transformation monobare, avec à l’état initial et à l’état final, Pext=Pint.

Questions de cours et exercices sur le deuxième principe de la thermodynamique

1 Qu’est-ce qu’une transformation réversible ?

2 Citer les principales causes d’irréversibilité.

3 Donner un exemple de transformation réversible, et un exemple de transformation irréversible. pour la transformation irréversible, on pourra nommer et décrire une transformation bien connue qui, même rendue quasi-statique, reste irréversible.

4 Enoncer de façon complète et précise le deuxième principe de la thermodynamique.

5 Que dit le deuxième principe pour un système isolé ?

6 Interpréter qualitativement l’entropie en termes de désordre statistique à l’aide de la formule de Boltzmann fournie

7 Donner la variation d’entropie ΔS lors d’une transformation adiabatique réversible. Justifier.

8 utiliser l'expression de la variation d’entropie ΔS lors d’une transformation réversible d’un gaz parfait d’un état (T1, V1, P1) à un état (T2, V2, P2) en fonction de n, R, γ, T1, T2, V1 et V2, puis en fonction de n, R, γ, T1, T2, P1 et P2.

9 Enoncer très précisément la loi de Laplace. On n’oubliera pas d’énoncer toutes les hypothèses nécessaires à l’application de cette loi (adiabatique et réversible+ gaz parfait).

10 Déterminer ΔS, Sech et Scréée lors d’une détente de Joule Gay-Lussac d’un gaz parfait. Conclure.

11 Déterminer ΔS, Sech et Scréée lors de la compression monotherme irréversible d’un gaz parfait.

12 utiliser l’expression (donnée) de la variation d’entropie ΔS lors d’une transformation d’une phase condensée.

13 Donner la relation entre la variation d’entropie massique Δs12(T) et la variation d’enthalpie massique Δh12(T) associées à une transition de phase.

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