Exercices
APPROFONDIR
donnera sa valeur en fonction de R, T , V , P S la pression de vapeur saturante et M eau la masse
molaire de l’eau.
6. On considère que la masse d’eau introduite est inférieure à m max . Dans quel état se trouve
l’eau ?
7. Pour obtenir l’équilibre entre les phases liquide et vapeur de l’eau, faut-il augmenter ou
diminuer le volume ?
Déterminer le volume limite V lim à partir duquel on a cet équilibre.
8. La masse m d’eau introduite est telle qu’on a l’équilibre entre les phases liquide et vapeur.
Déterminer la fraction massique d’eau sous forme vapeur.
APPROFONDIR
21.6 Équilibre d’un piston ()
Un cylindre vertical fermé aux deux bouts est séparé en deux compartiments égaux par un
piston homogène, se déplaçant sans frottement. La masse du piston par unité de surface est
σ = 1360 kg.m
−2 . Les deux compartiments contiennent un gaz parfait à la température t 1 =
0 ◦ C. La pression qui règne dans le compartiment supérieur est égale à P H = 0, 133 bar.
L’intensité de la pesanteur est g = 10 m.s −2 .
1. En écrivant que le piston est à l’équilibre, déterminer la pression, en bars, du gaz dans le
compartiment du bas.
2. On porte les deux compartiments à t 2 = 100 ◦ C. De combien se déplace le piston ?
21.7 Étude d’un compresseur ()
Un compresseur est constitué de la façon suivante :
un piston se déplace dans un cylindre C qui communique par des soupapes s et s respectivement
avec l’atmosphère (pression P a ) et avec le réservoir
R contenant l’air comprimé. Le réservoir R contient
initialement de l’air considéré comme gaz parfait à
la pression P 0 ≥ P a .
Le volume du réservoir R, canalisations comprises,
est V . Le volume offert au gaz dans C varie entre un
volume maximum V M et un volume minimum V m ,
volume nuisible résultant de la nécessité d’allouer
un certain espace à la soupape s.
s
s
P a
Piston
Cylindre C
Réservoir R
• La soupape s s’ouvre lorsque la pression atmosphérique P a devient supérieure à la pression
dans le cylindre C et se ferme pendant la descente du piston.
• La soupape s s’ouvre lorsque la pression dans le réservoir devient supérieure à celle du
gaz dans le cylindre C et se ferme pendant la montée du piston.
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donnera sa valeur en fonction de R, T , V , P S la pression de vapeur saturante et M eau la masse
molaire de l’eau.
6. On considère que la masse d’eau introduite est inférieure à m max . Dans quel état se trouve
l’eau ?
7. Pour obtenir l’équilibre entre les phases liquide et vapeur de l’eau, faut-il augmenter ou
diminuer le volume ?
Déterminer le volume limite V lim à partir duquel on a cet équilibre.
8. La masse m d’eau introduite est telle qu’on a l’équilibre entre les phases liquide et vapeur.
Déterminer la fraction massique d’eau sous forme vapeur.
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21.6 Équilibre d’un piston ()
Un cylindre vertical fermé aux deux bouts est séparé en deux compartiments égaux par un
piston homogène, se déplaçant sans frottement. La masse du piston par unité de surface est
σ = 1360 kg.m
−2 . Les deux compartiments contiennent un gaz parfait à la température t 1 =
0 ◦ C. La pression qui règne dans le compartiment supérieur est égale à P H = 0, 133 bar.
L’intensité de la pesanteur est g = 10 m.s −2 .
1. En écrivant que le piston est à l’équilibre, déterminer la pression, en bars, du gaz dans le
compartiment du bas.
2. On porte les deux compartiments à t 2 = 100 ◦ C. De combien se déplace le piston ?
21.7 Étude d’un compresseur ()
Un compresseur est constitué de la façon suivante :
un piston se déplace dans un cylindre C qui communique par des soupapes s et s respectivement
avec l’atmosphère (pression P a ) et avec le réservoir
R contenant l’air comprimé. Le réservoir R contient
initialement de l’air considéré comme gaz parfait à
la pression P 0 ≥ P a .
Le volume du réservoir R, canalisations comprises,
est V . Le volume offert au gaz dans C varie entre un
volume maximum V M et un volume minimum V m ,
volume nuisible résultant de la nécessité d’allouer
un certain espace à la soupape s.
s
s
P a
Piston
Cylindre C
Réservoir R
• La soupape s s’ouvre lorsque la pression atmosphérique P a devient supérieure à la pression
dans le cylindre C et se ferme pendant la descente du piston.
• La soupape s s’ouvre lorsque la pression dans le réservoir devient supérieure à celle du
gaz dans le cylindre C et se ferme pendant la montée du piston.
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