Université M’hamed Bougara de Boumerdès Faculté des Sciences Département de Physique LMD-SM 2014/2015 Lundi 30/05/2015 Durée : 30 mn Nom :…………….…Prénom :………...………Matricule :………………Emargement……...…Notes:…. /15 Contrôle Continu (Test N°1) UEF Thermodynamique II (2014/2015) Exercice 1: (7 points) On sort une bouteille d’Ifri, contenant 1,5litres d’eau, d’un réfrigérateur où elle est à 4°C. On la laisse dans une pièce isolée maintenue à 20°C. 1°) Quelle variation d’entropie a t- elle subie lorsqu’elle est en équilibre avec le milieu ambiant ? (3 pts) Réponse : D’après le second principe on a : S Tf AN : S mce Ti Q T Tf Ti Tf 1pt T mce dT dT mce mce ln f T T Ti Ti dT (20 273) 1,5.103.4185.ln S 0.352 J .K 1 T 4 273 2pt 2°) Quelle est la variation d’entropie du système ‘eau + pièce’. On donne Ce=4185 J. Kg-1. K-1. Réponse : 1pt D’après le second principe de la thermodynamique on a : S AN : S (4 pts) mce T Ta mce T 1,5.103.4185.(20 4) S 0.343 J .K 1 Ta 20 273 3pt ss Exercice 2: Fonction thermodynamiques (8points) Soit l’énergie utilisable notée : F = U - TS et le potentiel thermodynamique de Gibbs: G = H - TS, où S est l’entropie, U et H sont respectivement l’énergie interne et l’enthalpie. 1°) Ecrire leurs différentielles pour une transformation élémentaire réversible. Réponse : F U TS dF d (U TS ) dU TdS SdT (2points) 1pt dF Q W TdS SdT TdS pdV TdS SdT pdV SdT dF pdV SdT G H TS dG d ( H TS ) dH TdS SdT d (U PV ) TdS SdT dG dU PdV VdP TdS SdT PdV TdS PdV VdP TdS SdT dG VdP TdS 1pt Contrôle continu n°1 de la matière Thermodynamique II (semestre 6) – 2014/2015. Responsable N.Tabti / Bonne Chance ! 2°) En déduire la relation de Maxwell suivante et quelle est son sens physique ?: ( ) ( P ) (6points) V S S V Réponse : Ici c’est l’entropie et le volume qui sont maintenus constants, donc on doit utiliser le U : U 2pt T S dS S U U et par dérivation dU TdS PdV dS dV par identification S V V S P U dV V S T U V V S dS V on obtient la relation demandée P U dV S S V S T P cqfd V S S V 2pt 2pt Pour le sens physique il suffit de dire tout simplement que la variation de la température T par rapport à la variation du volume V quant on maintient l’entropie S constante ; elle sera égale à la variation de la pression P par rapport à la variation de l’entropie S en maintenant cette fois ci le volume V contant. Contrôle continu n°1 de la matière Thermodynamique II (semestre 6) – 2014/2015. Responsable N.Tabti / Bonne Chance !