Exercices pour le cours de physique de Feynman
N molécules de masse m par unité de volume, à une température absolue T . Une petite ailette d’aire unité dans le récipient absorbe de l’énergie de rayonnement à un taux
de 11 watts, et cette énergie est emportée (de façon isotrope) par les molécules qui
frappent un côté de l’ailette. Estimer la force non équilibrée F sur l’ailette à la température ambiante.
Exercice 29.18
(a) De l’air, dans des conditions normales de température et de pression, s’écoule à
une vitesse v à l’intérieur d’un tuyau lisse d’aire transverse constante A. L’air arrive sur une grille qui ne freine pas le flot mais le chauffe. L’énergie fournie est
W watts. L’air émerge finalement du tuyau à une vitesse v . Écrire les équations de
conservation de la masse, de l’énergie, et de l’impulsion lorsque l’air traverse le
tuyau et trouver :
1. v ;
2. la température finale T ;
3. la poussée F. 7
(b) Trouver une approximation pour la poussée F et discuter les performances d’un
moteur à réaction d’avion à la lumière de la partie (a) ci-dessus, si le moteur
consomme 100 kg d’air et 2 kg de kérosène par seconde. La chaleur de combustion du kérosène est environ de 4,65 10 7 joule/kg. Quelles complications pourraient
falsifier votre résultat ?
30. APPLICATIONS DE LA THÉORIE CINÉTIQUE :
ÉQUIPARTITION
On se référera au Cours de Physique de Feynman, Mécanique 2, Chap. 41 et 42.
Exercice 30.1 Calculer ce qui suit :
(a) La température T pour laquelle kT vaut 1 électron-volt ;
(b) La valeur de kT en électron-volts à la température habituelle ;
(c) La longueur d’onde λ d’un photon correspondant au saut quantique de 1 électronvolt.
Exercice 30.2 Les énergies d’activation, les chaleurs de vaporisation, les chaleurs de
formation ou de dissociation etc., sont communément exprimées en joules par mole ou
en électron-volts par atome. Combien de joules par mole vaut 1 électron-volt/atome ?
7. Cela est essentiellement un moteur à réaction. Conseil : pour simplifier, on peut considérer un moteur de
« basse efficacité » avec des pressions égales à l’entrée et à la sortie.
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N molécules de masse m par unité de volume, à une température absolue T . Une petite ailette d’aire unité dans le récipient absorbe de l’énergie de rayonnement à un taux
de 11 watts, et cette énergie est emportée (de façon isotrope) par les molécules qui
frappent un côté de l’ailette. Estimer la force non équilibrée F sur l’ailette à la température ambiante.
Exercice 29.18
(a) De l’air, dans des conditions normales de température et de pression, s’écoule à
une vitesse v à l’intérieur d’un tuyau lisse d’aire transverse constante A. L’air arrive sur une grille qui ne freine pas le flot mais le chauffe. L’énergie fournie est
W watts. L’air émerge finalement du tuyau à une vitesse v . Écrire les équations de
conservation de la masse, de l’énergie, et de l’impulsion lorsque l’air traverse le
tuyau et trouver :
1. v ;
2. la température finale T ;
3. la poussée F. 7
(b) Trouver une approximation pour la poussée F et discuter les performances d’un
moteur à réaction d’avion à la lumière de la partie (a) ci-dessus, si le moteur
consomme 100 kg d’air et 2 kg de kérosène par seconde. La chaleur de combustion du kérosène est environ de 4,65 10 7 joule/kg. Quelles complications pourraient
falsifier votre résultat ?
30. APPLICATIONS DE LA THÉORIE CINÉTIQUE :
ÉQUIPARTITION
On se référera au Cours de Physique de Feynman, Mécanique 2, Chap. 41 et 42.
Exercice 30.1 Calculer ce qui suit :
(a) La température T pour laquelle kT vaut 1 électron-volt ;
(b) La valeur de kT en électron-volts à la température habituelle ;
(c) La longueur d’onde λ d’un photon correspondant au saut quantique de 1 électronvolt.
Exercice 30.2 Les énergies d’activation, les chaleurs de vaporisation, les chaleurs de
formation ou de dissociation etc., sont communément exprimées en joules par mole ou
en électron-volts par atome. Combien de joules par mole vaut 1 électron-volt/atome ?
7. Cela est essentiellement un moteur à réaction. Conseil : pour simplifier, on peut considérer un moteur de
« basse efficacité » avec des pressions égales à l’entrée et à la sortie.
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