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.
Bonjour,
Je suppose que la résultante des forces de pression dont vous parlez ne s'applique pas au gaz. A quel système, donc ?Envoyé par gennoji
@+
Not only is it not right, it's not even wrong!
Bonjour,
Tout d'abord merci.
Le système c'est de l'air enfermé dans un piston comme dans cette image :
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.
Re,
Si on revient à la définition du travail, celui fourni par un opérateur pour déplacer le piston vaut, avec
Il nous faut donc
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
@+
Not only is it not right, it's not even wrong!
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.
Re,
Il faut revenir aux définitions.
Le système qui exercèce une force
J'ai pris comme système l'opérateur qui exerce une force
Le système piston + gaz + opérateur est isolé, donc il y a conservation de l'énergie. Si l'opérateur fourni un travail
Vous n'êtes pas d'accord ?
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.
@+
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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.
Re,
Auriez-vous un énoncé ?
@+
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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.
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.
@+
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D'accord, je vais regarder ça. En tout cas merci pour votre aide.
Bonne journée.
