32. Thermodynamique
appliqué aux plaques et une étincelle apparaît sur le trajet de la particule. Pour éviter que
la chambre soit polluée d’électrons et d’ions de rayons cosmiques antérieures, un voltage V D alternatif est appliqué entre les plaques. Ce voltage de « nettoiement » enlève
aussi les électrons et les ions de la trace qui nous intéresse.
Figure 31.4
V D
Générateur
d’impulsion
Rayon cosmique
d
(a) À quel voltage V D , l’espace entre les plaques va-t-il être complètement nettoyé
1. des électrons ;
2. des ions de néon ;
lorsque l’impulsion se produit ?
(b) Une chambre à étincelle d’espacement d = 0,63 cm ne donne pas de traces pour
un potentiel appliqué V D de 80 V lorsque t = 0,4 × 10 −6 s. Les électrons sont-ils
essentiels pour la formation d’une étincelle ? (Justifier sa réponse.)
Information utile : la section efficace géométrique du néon ≈ 4 × 10 −16 cm 2 , densité du
néon ≈ 3×10 19 molécules/cm 3 , m e c 2 ≈ 5×10 5 eV, m néon c 2 ≈ 2×10 10 eV, kT ≈ (1/40) eV
à la température ambiante.
32. THERMODYNAMIQUE
On se référera au Cours de Physique de Feynman, Mécanique 2, Chap. 44.
Exercice 32.1 Une machine de Carnot idéale et réversible fonctionne à l’envers pour
servir de réfrigérateur. Si elle prend de la chaleur à 250 K et qu’elle l’éjecte à 350 K à
l’extérieur, pour chaque joule de chaleur enlevé de l’instrument combien de joules, E,
sont rejetés à l’extérieur ?
Exercice 32.2 Si un réfrigérateur doit être maintenu à −3 ◦ C, et que l’air extérieur est
à 27 ◦ C, quel est le travail minimum W min que l’on doit fournir pour enlever un joule de
chaleur de l’intérieur du réfrigérateur ?
Exercice 32.3 Deux machines réversibles fonctionnent sur des cycles de Carnot entre
les mêmes volumes maximum et minimum, pressions maximum et minimum, et températures maximum et minimum. L’une utilise de l’hélium, l’autre de l’air. Laquelle des
deux produit le plus de travail par cycle ?
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
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appliqué aux plaques et une étincelle apparaît sur le trajet de la particule. Pour éviter que
la chambre soit polluée d’électrons et d’ions de rayons cosmiques antérieures, un voltage V D alternatif est appliqué entre les plaques. Ce voltage de « nettoiement » enlève
aussi les électrons et les ions de la trace qui nous intéresse.
Figure 31.4
V D
Générateur
d’impulsion
Rayon cosmique
d
(a) À quel voltage V D , l’espace entre les plaques va-t-il être complètement nettoyé
1. des électrons ;
2. des ions de néon ;
lorsque l’impulsion se produit ?
(b) Une chambre à étincelle d’espacement d = 0,63 cm ne donne pas de traces pour
un potentiel appliqué V D de 80 V lorsque t = 0,4 × 10 −6 s. Les électrons sont-ils
essentiels pour la formation d’une étincelle ? (Justifier sa réponse.)
Information utile : la section efficace géométrique du néon ≈ 4 × 10 −16 cm 2 , densité du
néon ≈ 3×10 19 molécules/cm 3 , m e c 2 ≈ 5×10 5 eV, m néon c 2 ≈ 2×10 10 eV, kT ≈ (1/40) eV
à la température ambiante.
32. THERMODYNAMIQUE
On se référera au Cours de Physique de Feynman, Mécanique 2, Chap. 44.
Exercice 32.1 Une machine de Carnot idéale et réversible fonctionne à l’envers pour
servir de réfrigérateur. Si elle prend de la chaleur à 250 K et qu’elle l’éjecte à 350 K à
l’extérieur, pour chaque joule de chaleur enlevé de l’instrument combien de joules, E,
sont rejetés à l’extérieur ?
Exercice 32.2 Si un réfrigérateur doit être maintenu à −3 ◦ C, et que l’air extérieur est
à 27 ◦ C, quel est le travail minimum W min que l’on doit fournir pour enlever un joule de
chaleur de l’intérieur du réfrigérateur ?
Exercice 32.3 Deux machines réversibles fonctionnent sur des cycles de Carnot entre
les mêmes volumes maximum et minimum, pressions maximum et minimum, et températures maximum et minimum. L’une utilise de l’hélium, l’autre de l’air. Laquelle des
deux produit le plus de travail par cycle ?
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