thermodynamique

[invite010a23fb]

Voili voilou : pour moi il me manque une donnée pour faire cet exo alors qu'il ne manque rien hélas

On considère 3 états d'équilibre A,B et C d'un système S fermé , caractérisé par leur volume et leur pression interne:
A(1litre; 5 At) B(3 litres ;5At) C(3litres;2At)
1At=10^5Pa

Les transfo sont supposées quasi statiques.Pour chacunes de ces transfo je dois calculer les forces de pression analytiquement puis geométriquement.

a) transformation A-->B isobare
b) transformation B-->C isochore
c) transformation C-->A correspndant à une droite dans le diagramme de clapeyron
d) Cycle A->B->C->A , somme des 3 transformations précédentes.

Il faut que je calule la quantité de chaleur échangée par S avec l'extérieur lors de ce cycle (on suppose que seules les forces de pressions travaillent).

Seulement je voulais calculer cela grace à l'intégrale et remplacer P par (NRT)/V mais il me manque N et ca ne colle pas du tout.

Et je n'arrive pas a voir la diffenrence parcque si les transfos etaient supposées non quasi statiques qu'est-ce que cela changerait ?

Merci d'avance
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[zoup1]

Pour chacunes de ces transfo je dois calculer les forces de pression analytiquement puis geométriquement.

C'est pas plutot le travail des forces de pression qu'il faut que tu calcules ?

Seulement je voulais calculer cela grace à l'intégrale et remplacer P par (NRT)/V mais il me manque N et ca ne colle pas du tout.

ton système est un gaz parfait alors ? Voilà qui va sans doute simplifier les choses.

C'est un système fermé donc tu appelles N, N et cela ira bien..
On te demande des valeurs numériques ? Alors ou on te donne N ou on te donne la température...

[invite010a23fb]

Il n'est pas dit que c'est un gaz parfait et oui c'est le travail des forces que je dois calculer .. mais pour moi il me manque des infos pour le faire non?

[zoup1]

Donc, si ce n'est pas un gaz parfait, tu ne peux pas utiliser pV=NRT.

1) Pour une transformation isobare, tu peux calculer le travail facilement (c'est sans doute monobare qu'il faudrait dire d'ailleurs)
2) pour une transformation isochore, c'est encore plus simple de calculer le travail.
3) Pour la dernière transformation, on te dit que c'est une droite dans le diagramme de Clapeyron, donc cela devrait te donner la relation qui existe en P et V tout au long de la transformation... et du coup tu dois pouvoir le calculer sans problème...

Donc, non, au moins pour le calcul des travaux, je pense qu'il ne manque rien comme données.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite010a23fb]

Par exemple , pour :
A-->B
W(F A->B)=-P*dV = -5*10^5*2=1*10^6 J

B-->C
W(F B->C)=-P*dV =0 (car isochore)

C-->A
Je ne vois pas comment faire ...

Le début est-ce cela ?

[invite010a23fb]

Et donc dans le cas où ces transformations ne seraient pas quasi statiques...
Par exemple dans la transformation de A-->B P(exterieur)=5At
En quoi cela viendrait changer le resultat ? comment peut on insérer cette nouvelle donnée dans la formule ?

[zoup1]

Par exemple , pour :
A-->B
W(F A->B)=-P*dV = -5*10^5*2=1*10^6 J

B-->C
W(F B->C)=-P*dV =0 (car isochore)

C-->A
Je ne vois pas comment faire ...

Le début est-ce cela ?

C'est cela à peu près mais il faut prendre l'habitude d'écrire les choses correctement, sinon on finit par écrire n'importe quoi .

pour le 1 pour une transformation monobare.

C'est . Il ne faut pas confondre les variations inifitésimles ( ou suivant qu'il s'agit de la variation d'une variable d'état ou pas) d'une grandeur et les variations macroscopique ().

Pour le dernier point. Tu connais pour état initial le volume et la pression. Tu connais également pour l'état final, le volume et la pression. On te dit comment varie conjointement l'un et l'autre durant la transformation. (droite dans le diagramme de Clapeyron). Il faut que tu explicite cette relation. Une fois que ce sera fait, il faut que tu écrives l'intégrale correspond à ton travail, que tu remplaces l'une des deux grandeurs (P ou V) en fonction de l'autre en utlisant la relation précédente. Cela va te permettre de calculer ton intégrale..

Pour finir, le fait que les transformations soient réversibles te permet d'assimiler la pression dans le système à la pression extérieure (c'est la pression extérieure qui intervient dans l'expression du travail)

[invite010a23fb]

Merci
Désolée mais il y a encore des choses que je ne comprend pas :
Comment je peux calculer la quantité de chaleur échangée par S avec lexterieur lors de ce cycle alors que je n'ai pas la température ni la capacité calorifique ... ?

Et puis j'ai essayé de trouver des relations pour le cas non quasi statique mais par exemple si p ext=5AT pour la transfo de A -->B je vais remplacer la pression de depart par cette nouvelle pression dans la formule ??

[zoup1]

Au cours d'un cycle... cela veut dire que l'état final et l'état initial sont les mêmes... Que peut on dire sur la variation d'énergie du système (du fait que l'énergie est une fonction d'état) ?

Tu as calculé le travail sur chacune des parties du cycles, dont tu peux en déduire le travail sur un cycle complet... Tu devrait pouvoir en déduire quelquchose sur la chaleur échangé au cours du cycle.

Et puis j'ai essayé de trouver des relations pour le cas non quasi statique mais par exemple si p ext=5AT pour la transfo de A -->B je vais remplacer la pression de depart par cette nouvelle pression dans la formule ??

On ne te demande pas cela dans l'exercice... pour pouvoir calculer quelque chose il faudrait savoir comment ces transformations ne sont pas réversibles..

[invite010a23fb]

Je sais que la variation d' énergie au cours d'un cycle est égale à 0 et que dU=Q+W donc cela veut dire que W = Q ??

Heu ben en fait c'est dans une deuxieme partie où les tyransformations sont supposées quasi statiques et :
a-->b on a P ext=5 At
b-->c on a P ext=2 At
c-->a on a p ext=5At
et le cycle A->B->C->A le cycle (somme des 3)

Et idem je dois calculer le travail de ces forces d epression seulement je ne vois pas comment le rentrer dans ma formule vu que c'est en dehors du système. (je met la nouvelle valeur a la place de l'ancienne ?

[zoup1]

Je sais que la variation d' énergie au cours d'un cycle est égale à 0 et que dU=Q+W donc cela veut dire que W = Q ??

W = - Q

Heu ben en fait c'est dans une deuxieme partie où les tyransformations sont supposées quasi statiques et :
a-->b on a P ext=5 At
b-->c on a P ext=2 At
c-->a on a p ext=5At
et le cycle A->B->C->A le cycle (somme des 3)

Et idem je dois calculer le travail de ces forces d epression seulement je ne vois pas comment le rentrer dans ma formule vu que c'est en dehors du système. (je met la nouvelle valeur a la place de l'ancienne ?

Dans cette partie là, la pression extérieure est supposée constante et comme c'est elle qui intervient dans l'expression du travail W, l'intégrale est d'autant plus facile à calculer.

[invite010a23fb]

OUPSSSSS erreur de ma part c'est non quasi statique pour la deuxieme partie ... d'ou mon incomprehension (quoi que je suppose que cela doit etre facile aussi...)

[invite010a23fb]

Comme c'est non quasi statique cela veut donc dire que P(ext) different de P(int) .Mais comment dans la formule peut-on insérer ces deux valeurs de P?

[zoup1]

OUPSSSSS erreur de ma part c'est non quasi statique pour la deuxieme partie ... d'ou mon incomprehension (quoi que je suppose que cela doit etre facile aussi...)

C'est bien ce que j'avais compris et ma réponse est formulée en ce sens...

[zoup1]

Comme c'est non quasi statique cela veut donc dire que P(ext) different de P(int) .Mais comment dans la formule peut-on insérer ces deux valeurs de P?

Tout à fait, Pest est différent de Pint, mais dans le travail c'est la pression extérieure qui intervient (car on s'interesse au travail des forces extérieures au système). Du coup tu n'as pas besoin de t'interesser à la pression intérieure (d'ailleurs celle ci n'est pas forcément définie dans un cas irréversible).