Questions de cours:
- Chapitre 25: Transition de phase
- Corps pur, phase, système diphasé en équilibre, états de la matière et noms des changements d’état.
- Diagramme de phases (P,T). Changement d’état à pression constante. Tracés T(t).
- Analyser un diagramme de phase expérimental (P,T). Interpréter l’expérience du fil à travers la glace avec ce diagramme.
- Diagramme (P,T) de l’eau et d’un corps pur quelconque.
- Cas de l’équilibre liquide-vapeur : diagramme de Clapeyron (P,v), isothermes d’Andrews, obtention.
- Positionner les phases dans les diagrammes (P,T) et (P,v).
- Titre en vapeur, théorème des moments (énoncé et démo)
- Proposer un jeu de variables d’état suffisant pour caractériser l’état d’équilibre d’un corps pur diphasé soumis aux seules forces de pression.
- Déterminer la composition d’un mélange diphasé en un point d’un diagramme (P,v).
- Stockage des fluides.
- Équilibre liquide-vapeur de l’eau en présence d’une atmosphère inerte. Humidité relative. Expliquer la rosée matinale, la différence de température minimale pour l'évaporation et l'ébullition.
- Utiliser la notion de pression partielle pour étudier les conditions de l’équilibre liquide-vapeur en présence d’une atmosphère inerte.
- Identifier les conditions d’évaporation et de condensation.
- Enthalpie associée à une transition de phase : enthalpie molaire de changement d’état, enthalpie de fusion, enthalpie de vaporisation, enthalpie de sublimation.
- Exploiter l’extensivité de l’enthalpie et réaliser des bilans énergétiques en prenant en compte des transitions de phases, utilisation pour prédire l'état final d'un système composé de deux phases (exemple: eau liquide+glaçon)
- Déterminer l’état d’équilibre par hypothèse.
- Entropie: Cas particulier d’une transition de phase.
- Citer, démontrer et utiliser la relation entre les variations d’entropie et d’enthalpie associées à une transition de phase (démo), utilisation pour prédire le caractère réversible ou non d'une transformation avec changement de phase (exemple: eau liquide+glaçon).
- Chapitre 26: Machines thermiques
- Cycle Beau de Rochas: modélisation, diagramme de Clapeyron, démo du rendement et expression en fonction du taux de remplissement, ordre de grandeur du rendement.
- Définition générale du rendement.
- Définition d’une machine thermique.
- Modélisation d’une machine ditherme.
- Inégalité de Clausius (démo).
- Montrer qu’une machine monotherme ne peut pas fournir de travail.
- Moteur ditherme, rendement, théorème de Carnot (démo), ordres de grandeur.
- Cogénération.
- Cycle de Carnot.
- Machine frigorifique ditherme, signe des transferts énergétiques, fonctionnement, efficacité énergétique, Théorème de Carnot pour un réfrigérateur (démo), ordre de grandeur.
- Pompe à chaleur ditherme, signe des transferts énergétiques, fonctionnement, efficacité énergétique, Théorème de Carnot pour une pompe à chaleur (démo), ordre de grandeur.
Exercices:
- Chapitre 24: Deuxième principe, bilan d'entropie
- Caractère réversible d’une transformation, sources d’irréversibilité.
- Fonction d’état entropie, propriétés.
- Interpréter qualitativement l’entropie en termes de désordre statistique à l’aide de la formule de Boltzmann fournie.
- Deuxième principe de la thermodynamique : entropie créée, entropie échangée.
- Définir un système fermé et établir pour ce système un bilan entropique.
- Relier la création d’entropie à une ou plusieurs causes physiques de l’irréversibilité.
- Analyser le cas particulier d’un système en évolution adiabatique.
- Utiliser la variation d’entropie d’un système. Calculer les entropies échangée et créée.
- Application à la détente de Joule-Gay-Lussac
- Utiliser l’expression fournie de la fonction d’état entropie.
- Exploiter l’extensivité de l’entropie.
- Loi de Laplace (démo).
- Citer et utiliser la loi de Laplace et ses conditions d’application.
- Variation d'entropie d'un thermostat (démo).
- Chapitre 25: Transition de phase
