Exercices
CHAPITRE 21 – SYSTÈME THERMODYNAMIQUE À L’ÉQUILIBRE
Au départ, le piston est dans sa position la plus haute (V = V M ), s
est fermée, s est ouverte et
le volume V m est empli d’air à la pression P a .
1.
a. En supposant que le piston se déplace assez lentement pour que l’air reste à température constante, calculer le volume V
1 pour lequel s s’ouvre, en fonction de P 0 , P a et V M .
b. Calculer la pression P 1 dans le réservoir R après le premier aller et retour.
c. En écrivant une condition sur V
1 , calculer la valeur P max au-dessus de laquelle la pression ne peut pas monter dans le réservoir.
2. Calculer la pression P n dans le réservoir R après n allers et retours du piston.
3. Donner la valeur limite de P n quand n >> 1. Comparer cette limite avec P max .
4. Calculer P 1 et P max avec V = 5 L, V M = 0.25 L, V m = 10 cm 3 , P 0 = P a = 1 bar.
21.8 Énergie interne d’un gaz - Gaz réel ou parfait ? ()
Les valeurs expérimentales de l’énergie interne massique de la vapeur d’eau sont les suivantes :
T (K)
523
573
623
673
à P = 10 bars 2711 2793 2874 2956
à P = 20 bars 2683 2773 2859 2944
1. Tracer les courbes donnant l’énergie interne en fonction de la température.
2. A-t-on un gaz parfait ? Justifier.
3. Comparer la capacité thermique à volume constant à celle d’un gaz parfait monoatomique.
788
CHAPITRE 21 – SYSTÈME THERMODYNAMIQUE À L’ÉQUILIBRE
Au départ, le piston est dans sa position la plus haute (V = V M ), s
est fermée, s est ouverte et
le volume V m est empli d’air à la pression P a .
1.
a. En supposant que le piston se déplace assez lentement pour que l’air reste à température constante, calculer le volume V
1 pour lequel s s’ouvre, en fonction de P 0 , P a et V M .
b. Calculer la pression P 1 dans le réservoir R après le premier aller et retour.
c. En écrivant une condition sur V
1 , calculer la valeur P max au-dessus de laquelle la pression ne peut pas monter dans le réservoir.
2. Calculer la pression P n dans le réservoir R après n allers et retours du piston.
3. Donner la valeur limite de P n quand n >> 1. Comparer cette limite avec P max .
4. Calculer P 1 et P max avec V = 5 L, V M = 0.25 L, V m = 10 cm 3 , P 0 = P a = 1 bar.
21.8 Énergie interne d’un gaz - Gaz réel ou parfait ? ()
Les valeurs expérimentales de l’énergie interne massique de la vapeur d’eau sont les suivantes :
T (K)
523
573
623
673
à P = 10 bars 2711 2793 2874 2956
à P = 20 bars 2683 2773 2859 2944
1. Tracer les courbes donnant l’énergie interne en fonction de la température.
2. A-t-on un gaz parfait ? Justifier.
3. Comparer la capacité thermique à volume constant à celle d’un gaz parfait monoatomique.
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