Chapitre 7 • Systèmes thermodynamiques
PRESSION CINÉTIQUE
La pression exercée par un gaz résulte essentiellement des chocs des molécules sur les
parois du récipient qui le contient. Comme la température, elle est proportionnelle à
l’énergie cinétique moyenne des molécules du gaz. Les molécules d’un gaz parfait sont
assimilées à des masses ponctuelles, sans interactions entre les elles.
7.4.2 Transformations d’un gaz parfait en vase clos
L’équilibre d’un système est imposé par l’action d’une contrainte du milieu extérieur
sur les limites du système (parois rigides, fixes ou isolantes...). Toute modification de
cette contrainte (application d’une force, chauffage) entraîne une évolution du système
qui va le conduire vers un nouvel état d’équilibre défini par de nouvelles valeurs d’une
ou plusieurs variables d’état.
Définition
Une transformation se définit comme une évolution d’un système d’un état d’équilibre initial vers un état d’équilibre final sous l’effet d’une perturbation.
Pour un système fermé (vase clos), la masse de ce système est donc constante quels
que soient les changements pouvant intervenir au cours du temps. Pour une transformation quelconque d’un gaz parfait entre deux états d’équilibre (P 1 , V 1 , T 1 ) et (P 2 , V 2 ,
T 2 ), la conservation de la masse de gaz donne :
État initial : P 1 V 1 = nRT 1 et État final : P 2 V 2 = nRT 2 soit
P 1 V 1
T 1
=
P 2 V 2
T 2
Cette relation permet de calculer une grandeur quelconque connaissant les cinq autres.
Trois transformations sont particulièrement utiles : la transformation isotherme (évolution à température constante), la transformation isobare (à pression constante) et la
transformation isochore (à volume constant). Dans un diagramme P(V), ces trois transformations sont représentées respectivement par une portion d’hyperbole, une droite
horizontale et une droite verticale.
Figure 7.3 Représentation
graphique de transformations
particulières d’un gaz parfait
Détente isotherme (AB), refroidissement isobare (BC), chauffage
isochore (CA) et compression isotherme (BA), chauffage isobare
(CB) et refroidissement isochore
(AC).
P
V
B
A
P
V
B
A
C
C
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 152 — #162
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La pression exercée par un gaz résulte essentiellement des chocs des molécules sur les
parois du récipient qui le contient. Comme la température, elle est proportionnelle à
l’énergie cinétique moyenne des molécules du gaz. Les molécules d’un gaz parfait sont
assimilées à des masses ponctuelles, sans interactions entre les elles.
7.4.2 Transformations d’un gaz parfait en vase clos
L’équilibre d’un système est imposé par l’action d’une contrainte du milieu extérieur
sur les limites du système (parois rigides, fixes ou isolantes...). Toute modification de
cette contrainte (application d’une force, chauffage) entraîne une évolution du système
qui va le conduire vers un nouvel état d’équilibre défini par de nouvelles valeurs d’une
ou plusieurs variables d’état.
Définition
Une transformation se définit comme une évolution d’un système d’un état d’équilibre initial vers un état d’équilibre final sous l’effet d’une perturbation.
Pour un système fermé (vase clos), la masse de ce système est donc constante quels
que soient les changements pouvant intervenir au cours du temps. Pour une transformation quelconque d’un gaz parfait entre deux états d’équilibre (P 1 , V 1 , T 1 ) et (P 2 , V 2 ,
T 2 ), la conservation de la masse de gaz donne :
État initial : P 1 V 1 = nRT 1 et État final : P 2 V 2 = nRT 2 soit
P 1 V 1
T 1
=
P 2 V 2
T 2
Cette relation permet de calculer une grandeur quelconque connaissant les cinq autres.
Trois transformations sont particulièrement utiles : la transformation isotherme (évolution à température constante), la transformation isobare (à pression constante) et la
transformation isochore (à volume constant). Dans un diagramme P(V), ces trois transformations sont représentées respectivement par une portion d’hyperbole, une droite
horizontale et une droite verticale.
Figure 7.3 Représentation
graphique de transformations
particulières d’un gaz parfait
Détente isotherme (AB), refroidissement isobare (BC), chauffage
isochore (CA) et compression isotherme (BA), chauffage isobare
(CB) et refroidissement isochore
(AC).
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