2 questions de thermodynamique

[invitee98f2cd4]

Bonjour tout le monde !

Je viens souvent lire le forum mais c'est la première fois que je poste.

Ma première question concerne les compressions quasi-statiques.
Un gaz est enfermé dans une enceinte fermée par un piston, sa pression est P0, et la pression extérieure vaut aussi P0. On comprime.
Je lis dans les cours de thermo que pour une transformation quasi-statique on a Pint = Pext. Donc dans ce problème on aura toujours Pgaz=P0 puisque P0 est constante. Alors comment pourra-t-on atteindre une pression du gaz supérieure à P0 ?

Quelque chose a dû m'échapper mais je ne vois pas quoi.


Ma deuxième question :
La 1ère loi de Joule énonce que dU = Cv.dT pour un gaz parfait.
Pour le démontrer on utilise le premier principe :
dU = dQ + dW = Cv.dT + P.dV - Pext.dV
Donc on retrouve dU = Cv.dT si P = Pext. D'où ma question : la 1ère loi de Joule n'est-elle valable que dans le cas des transformations quasi-statiques (où P = Pext) ?
Je ne lis pas cette condition dans mes livres.

Merci !
-----

[mach3]

salut,

merci pour ces questions interessantes qui m'ont fait replonger dans mes vieux cours de thermodynamique physique (je ne fais plus que de la thermochimie).

1)
Alors Pint=Pext pour une compression quasi-statique? Le piège est de considérer Pext comme la pression atmosphèrique Pext est en fait la force exercée sur le piston (par un opérateur ou un appareillage quelconque) divisée par sa surface. Si aucune force autre que la pression atmosphérique ne s'exerce sur le piston alors Pext=Patm. Compressons le contenu du cylindre maintenant : il nous faut exercer une force supplémentaire sur le piston, laquelle devra donc être équilibrée par le système contenu dans le cylindre : l'équilibre sera donc atteint quand Pint=Pext, avec Pext=Patm+Pexercée. L'établissement de l'équilibre n'etant pas immédiat, la pression doit être augmentée très progressivement (afin de laisser au système le temps de compenser). Ainsi Pint=Pext à tout moment et l'équilibre est respecté à tout moment : c'est l'exigence d'une transformation quasi-statique.
Comprimons le cylindre brutalement et le système sera hors équilibre pendant un certains lapse de temps (le piston pourra par exemple dépassé la position d'équilibre puis revenir en arrière, un rebond en fait).

2)Concernant la 1ere loi de Joule, effectivement, sa forme différentielle comme tu la donnes n'est pas valable si la transformation n'est pas quasi-statique. Cependant, U étant une fonction d'état, sa variation (comparaison de l'état final avec l'état initial) ne dépend pas du chemin suivi par le système. On aura donc U=CvT qui décrit la variation sur l'intégralité de la transformation quelle quelle soit, au lieu de dU=Cv.dT qui décrit une variation infinitésimale pendant une transformation quasi-statique.

voila, j'espère avoir éclairer tes lanternes. Bon courage pour la suite

m@ch3

[invitee98f2cd4]

Merci beaucoup pour tes réponses très claires !

Je comprends beaucoup mieux maintenant