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Transformations isobare, isochore et isotherme

lundi 2 avril 2007, par Xavier Ducros

Difficulté : 1,3/3

Cet exercice vous permettra de réviser les propriétés essentielles de quelques transformations classiques pour un gaz parfait monoatomique. Le but est à chaque fois de trouver la valeur du transfert thermique en exploitant les informations disponibles sur la simulation.


Dans tout le problème, le système est le gaz parfait. La simulation suivante modélise différentes transformations et les affiche dans un diagramme de Watt, ainsi que les valeurs des paramètres d’état. L’aire représente l’aire de la zone coloriée en rouge et est donnée en unité SI. Toutes les transformations représentées sont réversibles.

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












Le système reçoit un transfert thermique Q à constant(e)

Pour les réponses numériques, on utilisera la virgule comme séparateur.

On prendra pour la constante des gaz parfaits R=8,31 J.K-1.mol-1.

Généralités
-Lors d’une transformation, l’aire de la zone en rouge est





-Pour un gaz parfait monoatomique \gamma=C_p/C_v vaut environ (arrondir à deux chiffres après la virgule)
     


Etude de la transformation isochore
-Le travail des forces de pression est nul



-On en déduit que le transfert thermique reçu par le gaz vaut (en J à l’unité près)
     


Etude de la transformation isotherme
-La variation d’énergie interne est nulle



-Le travail des forces de pression vaut (en J à l’unité près)
     


-Donc le transfert thermique vaut (en J à l’unité près)
     


Etude de la transformation isobare
-Le travail des forces de pression vaut (en J à l’unité près)
     


-La variation d’énergie interne est de (en J à l’unité près)
     


-Donc, le transfert thermique vaut (en J à l’unité près)
     


-La variation d’enthalpie du gaz est de (en J à l’unité près)
     


Quel est selon vous le niveau de cet exercice ?
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