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Sens de parcours d’un cycle

samedi 7 avril 2007, par François Vandenbrouck
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Difficulté : 2/3

L’étude d’un cycle par le seul premier principe de la thermodynamique est toujours possible, mais on ne peut pas savoir si le cyclé étudié peut réellement être effectué dans le sens étudié. Seul le second principe permet d’apporter une réponse.

Dans tout l’exercice, le système gazeux étudié est supposé parfait. La simulation suivante modélise différentes transformations et les affiche dans un diagramme de Watt, ainsi que les valeurs des paramètres d’état. La valeur numérique figurant dans la case "Aire" correspond à l’air sous la courbe représentant chaque transformation envisagée. Cette valeur numérique est exprimée dans les unités du système international.

Après une initialisation, on attendra quelques secondes, que la thermalisation se fasse correctement.

La première étape est adiabatique et réversible. La seconde étape est isotherme (à la température T1).

Sens de parcours d’un cycle
-À partir des valeurs numériques des variables d’état fournies par la simulation, évaluez le coefficient isentropique \gamma=C_P/C_V du gaz étudié. Vous vous limiterez à un seul chiffre après la virgule.
   

-À partir des valeurs numériques fournies par la simulation, donnez dans la case ci-dessous, la valeur numérique, exprimée en joule et arrondie à l’unité la plus proche, du travail total reçu par le gaz par cycle.
   

-Ce cycle est-il…



-Donnez dans la case suivante, la valeur numérique, exprimée en joule et arrondie à l’unité la plus proche, du transfert thermique total reçu par le gaz pendant un cycle.
   

-On fait l’hypothèse que la troisième étape se fait au contact de la source de température T1. Donnez dans ce cas, dans la case suivante, la valeur numérique de l’entropie créée par cycle. Vous exprimerez le résultat en unité SI et en vous limitant à deux chiffres après la virgule.
   

-On fait maintenant l’hpothèse que la troisième étape se fait au contact d’une source de température T0=290 K. Quelle est alors la valeur numérique de l’entropie créée par cycle ? Ecrivez le résultat dans la case suivante en unité SI et en vous limitant à deux chiffres après la virgule.
   

-Est-il possible de parcourir le cycle de transformations dans le même sens que celui de la transformation en utilisant une seule source thermique de température T1 ?




Quel est selon vous le niveau de cet exercice ?
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