Exercices
CHAPITRE 21 – SYSTÈME THERMODYNAMIQUE À L’ÉQUILIBRE
5. Comment varie-t-il en fonction de la masse du gaz si on admet que v =
3RT
M
?
6. Quelle peut être l’application pratique de ce phénomène d’effusion gazeuse ?
21.4 Questions qualitatives sur les changements d’état ()
1. Dans une centrale nucléaire à REP (réacteur à eau pressurisée) le circuit primaire contient
de l’eau liquide dont la température varie entre 286˚C en entrée de la cuve du réacteur et
323˚C en sortie de cuve. En utilisant un document du cours, déterminer si la pression est de
de 1,55 bar, 15,5 bar ou 155 bar.
2. Pourquoi les patins glissent-ils sur la glace ?
3. On remplit à moitié une bouteille d’eau minérale en plastique avec de l’eau chaude, puis
on la ferme bien. Que se passe-t-il quand la bouteille refroidit ? Pourquoi ?
21.5 Étude de quelques transformations d’un corps d’après CCP TSI ()
Dans cet exercice, on s’intéresse à l’eau dont le diagramme des phases est donné par :
P(bar)
T (K)
221
647
1
2
3
B
E
273, 16
0, 00613
1. Reproduire ce diagramme et le compléter en donnant les domaines d’existence des différentes phases et en définissant les points caractéristiques.
2. Définir la pression de vapeur saturante et préciser de quel(s) paramètre(s) elle dépend.
3. Comment appelle-t-on le passage de la vapeur au liquide ?
4. Représenter le diagramme donnant la pression en fonction du volume pour la transformation correspondante. On définira les domaines et on tracera les courbes de rosée et d’ébullition.
5. Soit une enceinte cylindrique diathermane de volume initial V , ce volume pouvant être
modifié en déplaçant sans frottement un piston. L’ensemble est maintenu sous la pression
atmosphérique à la température T = 373 K. A cette température la pression de vapeur saturante vaut 1,0 bar. La vapeur d’eau sèche et saturante sera considérée comme un gaz parfait.
On néglige le volume occupé par la phase liquide devant le volume occupé par la vapeur,
ainsi le volume de la phase gazeuse est égal au volume total de l’enceinte. Le cylindre étant
initialement vide, on introduit, piston bloqué, une masse m d’eau. Déterminer la masse maximale m max d’eau qu’on peut introduire pour que l’eau soit entièrement sous forme vapeur. On
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CHAPITRE 21 – SYSTÈME THERMODYNAMIQUE À L’ÉQUILIBRE
5. Comment varie-t-il en fonction de la masse du gaz si on admet que v =
3RT
M
?
6. Quelle peut être l’application pratique de ce phénomène d’effusion gazeuse ?
21.4 Questions qualitatives sur les changements d’état ()
1. Dans une centrale nucléaire à REP (réacteur à eau pressurisée) le circuit primaire contient
de l’eau liquide dont la température varie entre 286˚C en entrée de la cuve du réacteur et
323˚C en sortie de cuve. En utilisant un document du cours, déterminer si la pression est de
de 1,55 bar, 15,5 bar ou 155 bar.
2. Pourquoi les patins glissent-ils sur la glace ?
3. On remplit à moitié une bouteille d’eau minérale en plastique avec de l’eau chaude, puis
on la ferme bien. Que se passe-t-il quand la bouteille refroidit ? Pourquoi ?
21.5 Étude de quelques transformations d’un corps d’après CCP TSI ()
Dans cet exercice, on s’intéresse à l’eau dont le diagramme des phases est donné par :
P(bar)
T (K)
221
647
1
2
3
B
E
273, 16
0, 00613
1. Reproduire ce diagramme et le compléter en donnant les domaines d’existence des différentes phases et en définissant les points caractéristiques.
2. Définir la pression de vapeur saturante et préciser de quel(s) paramètre(s) elle dépend.
3. Comment appelle-t-on le passage de la vapeur au liquide ?
4. Représenter le diagramme donnant la pression en fonction du volume pour la transformation correspondante. On définira les domaines et on tracera les courbes de rosée et d’ébullition.
5. Soit une enceinte cylindrique diathermane de volume initial V , ce volume pouvant être
modifié en déplaçant sans frottement un piston. L’ensemble est maintenu sous la pression
atmosphérique à la température T = 373 K. A cette température la pression de vapeur saturante vaut 1,0 bar. La vapeur d’eau sèche et saturante sera considérée comme un gaz parfait.
On néglige le volume occupé par la phase liquide devant le volume occupé par la vapeur,
ainsi le volume de la phase gazeuse est égal au volume total de l’enceinte. Le cylindre étant
initialement vide, on introduit, piston bloqué, une masse m d’eau. Déterminer la masse maximale m max d’eau qu’on peut introduire pour que l’eau soit entièrement sous forme vapeur. On
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