Thermodynamique
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Thermodynamique



  1. #1
    invite02195890

    Thermodynamique


    ------

    Bonjour à tous,
    alors voilà j'ai besoin de quelques précisions/réponses concernant le sujet :

    1) La pression d'un gaz correspond à la pression qu'exerce le gaz dans un volume, c'est à dire la somme des impulsions exercées sur la paroi du volume ?
    2)Quand on augmente la température d'un gaz, le volume augmente, mais dans ce cas la la pression du gaz aussi (cette question découle de la 1ere...)
    3) Merci d'avance pour vos réponses

    -----

  2. #2
    invite6ef28e97

    Re : Thermodynamique

    Et bien cela dépend dans quel conteneur on le remplis.

  3. #3
    invite6ef28e97

    Re : Thermodynamique

    Euh volume du conteneur!

  4. #4
    invite02195890

    Re : Thermodynamique

    quel est le rapport entre le volume du conteneur et la premiere question ?

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite6ef28e97

    Re : Thermodynamique

    Et bien tout dépends de la température du volume maximale et du gaz utilisé.

  7. #6
    invite02195890

    Re : Thermodynamique

    d'accord mais alors comment définit-on la pression d'un gaz ?

  8. #7
    invite6ef28e97

    Re : Thermodynamique

    Et bien pour définir la pression d'un gaz je pense qu'il faut déjà connaître sa densité à température ambiante et...

    Ah il y d'autres paramètres mais je n'arrive pas à voir!

  9. #8
    invite02195890

    Re : Thermodynamique

    en fait je voulais plutot savoir d'un point de vue physique, une pression sur une surface c'est la force de pression ramenée à l'unite de surface mais pour la pression d'un gaz ?

  10. #9
    invite6ef28e97

    Re : Thermodynamique

    un lien ici
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Pression

    Mais je ne sais pas si cela aidera.

  11. #10
    invite6ef28e97

    Re : Thermodynamique


  12. #11
    invite02195890

    Re : Thermodynamique

    Merci le 2e site illustre tres bien mais mon mais mon problème reste le même quand on parle de pression d'un gaz dans un volume c'est en fait la pression qu'il exerce dans ce volume ?

  13. #12
    invite6ef28e97

    Re : Thermodynamique

    Je crois que oui!

  14. #13
    invite02195890

    Re : Thermodynamique

    ok merci

  15. #14
    invite356bf811

    Re : Thermodynamique

    J'ai une réponse à proposer:



    1) Il existe plusieurs définitions de la pression d'un gaz.
    La première est la plus simple:
    Prenons un gaz et isolons (par la pensée, ne pas prendre une grosse boite pour aller isoler du gaz) à l'intérieur de ce gaz une portion de gaz. Le reste du gaz qui entoure cette portion de gaz exerce une force sur la portion. Soit une surface élémentaire dS de cette portion de gaz, la force élémentaire dF qui s'exerce sur cet élément de surface est proportionnelle à dS, ce coefficient de proportionnalité est la pression P d'où dF = PdS. Cette définition ne porte pas de nom en particulier.

    La seconde est un plus compliquée mais reste assez concrète:
    Prenons un gaz dans une enceinte rigide indéformable. À mon niveau d'études, je ne suis pas capable d'expliquer cette définition dans un cas plus général que le cas du gaz parfait monoatomique (chaque particule de gaz n'est qu'un atome ponctuel au lieu d'une molécule de forme quelconque susceptible de vibrer) isotrope (le gaz se comporte de la même manière dans toutes les orientations de l'espace et donc il n'y a pas de direction dans laquelle le gaz va plus vite etc), en choisissant le modèle simple où les particules n'ont pas d'interactions entre elles. Je fais donc dans ce paragraphe toutes ces hypothèses. Comme je l'ai dit: le gaz est isotrope, et comme un gaz n'a pas de mouvement d'ensemble (dans son ensemble, d'un point de vue macroscopique, le gaz ne se déplace pas) , il y a autant de gaz qui se déplace dans toutes les directions et sens de l'espace (d'un point de vue microscopique, dans cette phrase il est très important de bien distinguer sens et direction pour comprendre). On fais donc l'approximation suivante: en se fixant un repère (,,), il y a autant de gaz qui se déplace dans le sens +x que dans le sens -x que dans le sens +y que dans le sens -y que dans le sens +z que dans le sens -z. On note N le nombre de particules de gaz considérées, la vitesse moyenne des particules est donc nulle:

    C'est pour cela que l'on va définir la vitesse quadratique moyenne:
    u = =
    qui elle est non nulle. On considère alors que dans une direction donnée, par exemple +x, 1/6 ème des particules se déplacent à la vitesse u (les 5/6 ème qui restent se répartissent de la même manière dans les directions -x,+y,-y,+z,-z). Maintenant que nous avons posé le problème, on va définir la pression:
    Soit une surface élémentaire dS de la paroi de l'enceinte, appliquons le théorème de la résultante cinétique (le PFD) à dS:
    soit en notant la quantité de mouvement de la surface dS.
    D'après la 3eme loi de Newton (principe des actions réciproques) la somme des forces qui s'exercent sur dS est l'opposée de celle des forces s'exerçant sur les particules qui viennent percuter la paroi, on en déduit que en notant la quantité de mouvement des particules. Calculons la variation de quantité de mouvement d'une particule, sachant qu'elle rebondit sur la paroi, sa vitesse passe de +u à -u donc:
    avec m la masse d'une particule.
    Combien de particules viennent percuter la paroi? Seulement celles à une distance inférieure à udt de la paroi, et en fait seulement 1/6 ème d'entre elles donc (nudtdS)/(6) particules en notant n la densité volumique de particules. On en déduit:
    d'où et donc
    Ouf, on a trouvé l'expression de la pression: .
    Cette définition s'appelle «Pression cinétique», et d'après mes cours de physique, des physiciens ont démontré qu'elle est équivalente à la première définition que j'ai donné... mais je n'ai aucune explication à proposer... j'ai admis ce résultat, et je t'invite à faire la même chose. Cette définition réponds à ta première question: on vient de définir la pression du gaz de telle sorte qu'elle corresponde à la somme des impulsions exercées sur la paroi du volume.

    Il existe une troisième définition de la pression, équivalente au deux premières (c'est aussi admis). L'entropie S d'un système entre deux états voisins est fonction de son énergie interne U et de volume V (S(U,V)) donc:
    dS = (∂S/∂U)dU+ (∂S/∂V)dV
    le terme (∂S/∂V) a pour unité des Pa/K et le terme (∂S/∂U) a pour unité des K, donc on définit la «Pression thermodynamique» par:
    P/T = (∂S/∂V)
    C'est une définition dont je ne sais que peu de choses, je dois bien l'avouer, mais dans mes cours, c'est comme cela que ça m'a été présenté. Cette définition donne l'identité thermodynamique:
    dU = TdS - PdV je ne peux pas t'en dire beaucoup plus, j'aurais aimé que mes professeurs s'étendent un peu plus sur le sujet car j'ai comme l'impression qu'on m'a fait admettre plus de choses que d'habitude sur ce coup là...


    2) Je ne suis pas d'accord, il existe des transformations isochores (V constant) où la température varie, notamment dans le cycle d'un moteur quatre temps par exemple. Donc l'assertion: T augmente donc V augmente est fausse à mon avis. Peut-être que tu as oublié de préciser certaines hypothèses? =)

    3) De rien, c'est toujours un plaisir de répondre aux questions sur ce forum, ça me fait réviser... et sur le coup, là ça te fait beaucoup de lecture... si tu as le courage de lire ce que j'ai écris.

  16. #15
    invite02195890

    Re : Thermodynamique

    ouais en effet c'était long mais tres clair ^^ mais alors si on reprend l'exemple du moteur le volume n'augmente pas mais la pression si ? donc en fait c'est le volume ou la pression qui augmente (voir les deux PV=nRT ?)
    cette question m'est en fait venu avec un thermomètre différentiel (a gaz parfait)composé de 2 compartiments séparés par une surface S amovible donc je me suis dit hausse de température dans un des compartiments => hausse du volume (le piston se déplace) et la pression exercée sur le piston augmente également mais en fait la hausse de pression viendrait plutot de l'agitation thermique

  17. #16
    invite356bf811

    Re : Thermodynamique

    Citation Envoyé par yuyuu Voir le message
    ouais en effet c'était long mais tres clair ^^ mais alors si on reprend l'exemple du moteur le volume n'augmente pas mais la pression si ? donc en fait c'est le volume ou la pression qui augmente (voir les deux PV=nRT ?)
    cette question m'est en fait venu avec un thermomètre différentiel (a gaz parfait)composé de 2 compartiments séparés par une surface S amovible donc je me suis dit hausse de température dans un des compartiments => hausse du volume (le piston se déplace) et la pression exercée sur le piston augmente également mais en fait la hausse de pression viendrait plutot de l'agitation thermique
    À mon avis la loi des gaz parfaits PV=nRT garantit seulement que pour une quantité n moles de gaz donnée, lorsque T augmente, le produit PV augmente. Après la manière dont P et V évoluent individuellement dépend de la situation: dans le cas du moteur quatre temps, le produit PV augmente avec P qui augmente et V qui reste constant, alors que dans le cycle du moteur diesel on a le produit PV qui augmente avec P qui reste constant et V qui augmente.

    À moins d'avoir d'avantage d'informations on ne peu pas prédire que l'augmentation de T va induire une augmentation de P et V... à mon humble avis... mais si quelqu'un n'est pas d'accord et pense que je dis une bêtise, je serais heureux qu'il intervienne! =)

  18. #17
    invite02195890

    Re : Thermodynamique

    a bon bah j'savais pas merci pour tes explications !

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