Chapitre 4
109
L’étudiant/e mesure également les pertes sous forme de
chaleur de la turbine : 75 kJ kg
−1 .
1. Quelle est la puissance mécanique spécifique développée par la turbine ?
2. Quelle condition l’étudiant/e doit-il/elle maintenir
pour obtenir une puissance de 1 MW ?
4.6 Évolutions élémentaires :
compression isotherme
Une masse de 3,5 kg d’air est comprimée de façon réversible isotherme (à température constante) depuis 2 bar
et 15
◦ C jusqu’à 45 bar.
1. Représentez l’évolution sur un diagramme
pression-volume, de façon qualitative (c’est-à-dire
sans représenter les valeurs numériques).
2. Quelles sont les quantités de travail et de chaleur
mises en jeu ?
3. Si la compression était effectuée de façon adiabatique réversible, le volume final serait-il différent ?
4.7 Évolutions élémentaires :
refroidissements isobare et
isochore
Une masse de 2 kg d’air dans un réservoir déformable
est à pression de 4,5 bar et occupe un volume de 800 L.
Elle est refroidie et le réservoir maintient la pression constante jusqu’à ce que le volume ait été réduit
de 40 %.
Ensuite, le refroidissement est continué à volume
constant jusqu’à ce que la température atteigne 25
◦ C.
1. Tracez l’évolution suivie sur un diagramme
pression-volume.
2. Quel est le travail effectué par l’air ?
3. Quel est le coût total en chaleur pour la totalité de
l’évolution ?
4.8 Évolutions élémentaires :
compression isentropique
Quelle quantité minimale de travail faut-il pour comprimer 5 kg d’air à 1 bar et 20
◦ C jusqu’à 50 bar sans
transfert de chaleur ? Tracez l’évolution suivie par l’air
sur un diagramme pression-volume.
4.9 Évolutions élémentaires :
vocabulaire
Une masse fixe de gaz parfait, avec pour seul espoir de
contrarier un/e étudiant/e en thermodynamique, suit
lentement les évolutions suivantes :
Parmi les évolutions ci-dessus, lesquelles sont :
1. à température constante (isotherme) ?
2. à volume constant (isochore) ?
4.10 Évolutions élémentaires :
pression et volume
Parmi les évolutions réversibles décrites sur chacun
des graphiques de la figure 4.16, identifiez (sans devoir
vous justifier) l’évolution à température constante, à
pression constante, adiabatique réversible, et à volume
constant.
Figure 4.16 – Évolutions élémentaires d’un gaz parfait
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
109
L’étudiant/e mesure également les pertes sous forme de
chaleur de la turbine : 75 kJ kg
−1 .
1. Quelle est la puissance mécanique spécifique développée par la turbine ?
2. Quelle condition l’étudiant/e doit-il/elle maintenir
pour obtenir une puissance de 1 MW ?
4.6 Évolutions élémentaires :
compression isotherme
Une masse de 3,5 kg d’air est comprimée de façon réversible isotherme (à température constante) depuis 2 bar
et 15
◦ C jusqu’à 45 bar.
1. Représentez l’évolution sur un diagramme
pression-volume, de façon qualitative (c’est-à-dire
sans représenter les valeurs numériques).
2. Quelles sont les quantités de travail et de chaleur
mises en jeu ?
3. Si la compression était effectuée de façon adiabatique réversible, le volume final serait-il différent ?
4.7 Évolutions élémentaires :
refroidissements isobare et
isochore
Une masse de 2 kg d’air dans un réservoir déformable
est à pression de 4,5 bar et occupe un volume de 800 L.
Elle est refroidie et le réservoir maintient la pression constante jusqu’à ce que le volume ait été réduit
de 40 %.
Ensuite, le refroidissement est continué à volume
constant jusqu’à ce que la température atteigne 25
◦ C.
1. Tracez l’évolution suivie sur un diagramme
pression-volume.
2. Quel est le travail effectué par l’air ?
3. Quel est le coût total en chaleur pour la totalité de
l’évolution ?
4.8 Évolutions élémentaires :
compression isentropique
Quelle quantité minimale de travail faut-il pour comprimer 5 kg d’air à 1 bar et 20
◦ C jusqu’à 50 bar sans
transfert de chaleur ? Tracez l’évolution suivie par l’air
sur un diagramme pression-volume.
4.9 Évolutions élémentaires :
vocabulaire
Une masse fixe de gaz parfait, avec pour seul espoir de
contrarier un/e étudiant/e en thermodynamique, suit
lentement les évolutions suivantes :
Parmi les évolutions ci-dessus, lesquelles sont :
1. à température constante (isotherme) ?
2. à volume constant (isochore) ?
4.10 Évolutions élémentaires :
pression et volume
Parmi les évolutions réversibles décrites sur chacun
des graphiques de la figure 4.16, identifiez (sans devoir
vous justifier) l’évolution à température constante, à
pression constante, adiabatique réversible, et à volume
constant.
Figure 4.16 – Évolutions élémentaires d’un gaz parfait
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen