Chapitre 7 • Systèmes thermodynamiques
propagatifs). La réversibilité d’une transformation est donc en général contrôlée par les
transferts thermiques.
7.6.2 Résoudre un problème de thermodynamique
Face à un problème de thermodynamique, un peu de méthode permet d’aborder plus
efficacement la tâche. La démarche proposée est définie en huit étapes :
1. Système : quelles sont la nature et les limites du système (éventuellement des
sous-systèmes) ? Est-il est fermé (vase clos) ou isolé. Quelle est sa masse ?
2. Modèle : choisir le modèle à appliquer au comportement de la substance étudiée :
solide rigide (équilibre des forces), liquide incompressible (relation fondamentale de
l’hydrostatique), gaz parfait (équation d’état)...
3. Évolution : quel est le type de transformation (isotherme, isochore, isobare) ?
4. État initial : quelles sont les variables connues pour l’état initial ?
5. État final : que sait-on de l’état final ?
6. Diagramme : visualiser les données du problème dans un diagramme adapté.
7. Analyse : repérer tous les échanges d’énergie possible à travers les limites du
système (perte ou apport de chaleur, travail reçu ou cédé...).
8. Résolution : comment procéder pour trouver la solution du problème ? (étapes du
calcul, combinaison de formules...).
Remarque
Cette démarche est très souvent abrégée dans le cas de problèmes simples. Cependant,
en face d’un problème nouveau, il est intéressant de répondre précisément à chaque
question successivement, soit par écrit, soit simplement par la pensée.
À retenir
Système : l’objet de l’étude
Température : légale et absolue avec u (
◦ C) = T (K) – 273
Pression : force pressante : dF = P dS ; hydrostatique : P B – P A = rg (z B – z A )
Gaz parfaits : équation d’état PV = nRT avec R = 8,31 J · mol
–1 · K
–1
Transformations particulières d’un gaz parfait en vase clos :
indice 1 : état initial – indice 2 : état final
Isotherme
T 0 = constante
Isobare
P 0 = constante
Isochore
V 0 = constante
P 2 = P 1
V 1
V 2
V 2 = V 1
T 2
T 1
P 2 = P 1
T 2
T 1
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 160 — #170
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propagatifs). La réversibilité d’une transformation est donc en général contrôlée par les
transferts thermiques.
7.6.2 Résoudre un problème de thermodynamique
Face à un problème de thermodynamique, un peu de méthode permet d’aborder plus
efficacement la tâche. La démarche proposée est définie en huit étapes :
1. Système : quelles sont la nature et les limites du système (éventuellement des
sous-systèmes) ? Est-il est fermé (vase clos) ou isolé. Quelle est sa masse ?
2. Modèle : choisir le modèle à appliquer au comportement de la substance étudiée :
solide rigide (équilibre des forces), liquide incompressible (relation fondamentale de
l’hydrostatique), gaz parfait (équation d’état)...
3. Évolution : quel est le type de transformation (isotherme, isochore, isobare) ?
4. État initial : quelles sont les variables connues pour l’état initial ?
5. État final : que sait-on de l’état final ?
6. Diagramme : visualiser les données du problème dans un diagramme adapté.
7. Analyse : repérer tous les échanges d’énergie possible à travers les limites du
système (perte ou apport de chaleur, travail reçu ou cédé...).
8. Résolution : comment procéder pour trouver la solution du problème ? (étapes du
calcul, combinaison de formules...).
Remarque
Cette démarche est très souvent abrégée dans le cas de problèmes simples. Cependant,
en face d’un problème nouveau, il est intéressant de répondre précisément à chaque
question successivement, soit par écrit, soit simplement par la pensée.
À retenir
Système : l’objet de l’étude
Température : légale et absolue avec u (
◦ C) = T (K) – 273
Pression : force pressante : dF = P dS ; hydrostatique : P B – P A = rg (z B – z A )
Gaz parfaits : équation d’état PV = nRT avec R = 8,31 J · mol
–1 · K
–1
Transformations particulières d’un gaz parfait en vase clos :
indice 1 : état initial – indice 2 : état final
Isotherme
T 0 = constante
Isobare
P 0 = constante
Isochore
V 0 = constante
P 2 = P 1
V 1
V 2
V 2 = V 1
T 2
T 1
P 2 = P 1
T 2
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