Travail élémentaire des force de pression
Répondre à la discussion
Affichage des résultats 1 à 11 sur 11

Travail élémentaire des force de pression



  1. #1
    gennoji

    Travail élémentaire des force de pression


    ------

    Bonjour,
    Je ne comprend pas bien une chose concernant le travail élémentaire dans le 1er principe de la thermodynamique.
    Concernant un gaz enfermé avec un piston d'un coté.
    La résultante des forces de pression appliqué est F = -(Pext-Pint)*S donc le travail élémentaire reçu par le gaz devrait être dW=-(Pext-Pint).dV.
    Pourquoi on a dW=-Pext.dV et non pas dW=-(Pext-Pint).dV ?
    Merci d'avance.

    -----

  2. #2
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    Bonjour,

    Citation Envoyé par gennoji Voir le message
    La résultante des forces de pression appliqué est F = -(Pext-Pint)*S donc le travail élémentaire reçu par le gaz devrait être dW=-(Pext-Pint).dV.
    Je suppose que la résultante des forces de pression dont vous parlez ne s'applique pas au gaz. A quel système, donc ?

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  3. #3
    gennoji

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    Bonjour,
    Tout d'abord merci.
    Le système c'est de l'air enfermé dans un piston comme dans cette image :

    Nom : sans-titre.png
Affichages : 439
Taille : 2,0 Ko
    XXXX Les images externes ne sont pas acceptées, je l'ai remplacée pour vous XXXX

    Avec le gaz qui est a une certaine pression Pint et l'extérieur à une pression Pext. Je m’intéresse à la variation de température du gaz.
    En appliquant le premier principe on a :
    dU=dQ+dW et je suppose que c'est adiabatique donc dU=Cv.dT=dW
    Or on dit que dW=-Pext.dV alors que la force qui permet de bouger le piston et donc de varier le volume est bien F=-(Pext-Pint)*S (S surface du piston)
    Donc le travail élémentaire devrait être dW=-(Pext-Pint).dV, non ?
    Dernière modification par albanxiii ; 14/06/2013 à 12h00.

  4. #4
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    Re,

    Si on revient à la définition du travail, celui fourni par un opérateur pour déplacer le piston vaut , avec la force appliquée, et le déplacement élémentaire du piston.

    Il nous faut donc .... si la force est appliquée uniformément sur la surface du piston, on défini la pression par , avec l'aire du piston où l'on pousse. Vous voyez que la pression à l'intérieur du piston n'intervient pas. On retrouve le travail fourni par le gaz en prenant l'opposé du travail fourni par l'opérateur. En fait, ce qui compte, c'est la force exercée par l'opérateur, peu importe ce qui se trouve dans le piston.

    Par contre, si vous considérez l'équilibre du piston, il faut tenir compte des pressions internes et externes.

    Et encore une digression : dans le cas d'une transformation quasistatique ou réversible, le piston étant en équilibre mécanique à chaque instant, la pression est égale à celle du gaz.

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

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

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    D'accord, moi je pensais que comme le piston est déplacé à cause de la force résultante F dû aux différences de pressions il fallait la prendre en compte dans l'expression du travail reçu par le gaz.
    Sinon ma transformation est rapide, on a initialement des pression Pgaz et Pext très différente pour que le piston puisse bouger rapidement.
    Et je veux connaitre la variation de la température en plein mouvement, c'est pourquoi j'applique le premier principe et je suppose la transformation adiabatique (découlant de la rapidité).
    Donc je ne m’intéresse pas à l'équilibre.

    Mais je n'ai pas bien compris pourquoi le travail fourni par le gaz est l'opposé de ce qu'il reçoit par l'extérieur. Le gaz ne fournit-il pas lui aussi un travail dW=Pgaz.dV ??

    Sinon si je vous suis bien, j'aurai donc dans mon expression du 1er principe :
    Cv.dT=-Pext.dV

    Donc la pression du gaz n'intervient dans la variation de sa température.
    Merci pour ces éclaircissements.

  7. #6
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    Re,

    Citation Envoyé par gennoji Voir le message
    D'accord, moi je pensais que comme le piston est déplacé à cause de la force résultante F dû aux différences de pressions il fallait la prendre en compte dans l'expression du travail reçu par le gaz.
    Il faut revenir aux définitions.
    Le système qui exercèce une force et qui produit une déplacement fourni un travail (algébrique) .


    Citation Envoyé par gennoji Voir le message
    Mais je n'ai pas bien compris pourquoi le travail fourni par le gaz est l'opposé de ce qu'il reçoit par l'extérieur. Le gaz ne fournit-il pas lui aussi un travail dW=Pgaz.dV ??
    J'ai pris comme système l'opérateur qui exerce une force sur le piston.
    Le système piston + gaz + opérateur est isolé, donc il y a conservation de l'énergie. Si l'opérateur fourni un travail , c'est que le gaz a reçu (algébriquement) .
    Vous n'êtes pas d'accord ?

    Citation Envoyé par gennoji Voir le message
    Sinon si je vous suis bien, j'aurai donc dans mon expression du 1er principe :
    Cv.dT=-Pext.dV

    Donc la pression du gaz n'intervient dans la variation de sa température.
    N'intervient pas, je suppose ?
    C'est correct.

    Et vous pouvez pousuivre l'exercice en faisant un bilan entropique dans les deux situations :
    - on déplace le piston brutalement jusqu'à l'état final
    - on déplace le piston de façon réversible jusqu'à l'état final.

    Vous devriez voir la différence entre une transformation réversible et une transformation irréversible.

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  8. #7
    gennoji

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    D'accord, merci beaucoup pour ces réponses, c'est plus clair maintenant.

    Une dernière petite question, si mon système est un système ouvert avec un petit tuyaux au travers duquel on a un débit de gaz entrant (ou sortant) dans la chambre ou on a le gaz.
    Quel expression dois-je rajouter au 1er principe dans ce cas ? D’après ce que j'ai trouvé il faudrait rajouter une expression du type h.dm avec h l'enthalpie massique du gaz entrant et dm le débit massique, on aurai du coup dans le 1er principe :
    Cv.dT=-Pext.dV+h.dm

    Mais je demande confirmation svp, je ne suis pas sûr de moi.

  9. #8
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    Re,

    Auriez-vous un énoncé ?

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  10. #9
    gennoji

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    Non, je n'ai pas d'énoncé malheureusement.
    On a notre gaz qui d'un coté à travers un trou reçoit un débit (qui dépend de la pression du gaz) et de l'autre coté il fournit un travail et repousse le piston.
    En gros je veux juste savoir comment est modifié le 1er principe avec un système ouvert. Ce que j'ai trouvé sur internet c'est pas très clair et je ne suis pas sûr.

  11. #10
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    Re,

    Sans énoncé, tout ce que je peux vous dire, c'est qu'une façon de traiter le problème est de se ramener à un système fermé (par le pensée) qui évolue entre t et t+dt.
    On trouve des cours sur le net (avec les mots clés "thermodynamique des systèmes ouverts"). En plus condensé : http://fr.wikipedia.org/wiki/Premier...%A8mes_ouverts Sinon, c'est bien expliqué dans le livre de J-Ph. Pérez "Thermodynamique, fondements et applications".
    Sinon, comme la physique n'est pas une affaire de recettes de cuisine, je ne peux pas vous donner de formule toute faite hors contexte.

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  12. #11
    gennoji

    Re : Travail élémentaire des force de pression

    D'accord, je vais regarder ça. En tout cas merci pour votre aide.
    Bonne journée.

Discussions similaires

  1. Travail élémentaire d'une force
    Par invite8b941027 dans le forum Physique
    Réponses: 1
    Dernier message: 30/11/2011, 12h46
  2. travail élémentaire d'une force et intégrale
    Par invitee0f9a3c2 dans le forum Physique
    Réponses: 2
    Dernier message: 15/05/2010, 19h14
  3. travail elementaire d'une force
    Par invite1182f7e5 dans le forum Physique
    Réponses: 3
    Dernier message: 29/05/2009, 20h16
  4. travail de force élementaire
    Par invite6ce4291e dans le forum Physique
    Réponses: 5
    Dernier message: 17/01/2009, 16h07
  5. Travail élémentaire d'une force
    Par invitea078e37d dans le forum Physique
    Réponses: 3
    Dernier message: 13/01/2007, 18h44