projet TD thermo I chapitre II 2015

Série d’exercices N°2
L3- UEF : Thermodynamique I - année 2015-2016
PREMIER PRINCIPE DE LA THERMODYNAMIQUE
Exercices : Travail, chaleur, énergie interne
Exercice 2.1
Une balle de fusil de chaleur massique c=500 JK-1kg-1,
indépendante de la température, animée d'une vitesse
v=200 ms-1, rencontre un obstacle.
- Déterminer l'élévation de température (variation de la
température T) en supposant que la balle absorbe toute
l'énergie dissipée et que son énergie interne ne dépend que
de la température T.
Exercice 2.2
Calculer le travail reçu par le gaz, si on exerce par
l'intermédiaire d'une tige une force F en plus des forces dues
à la pression extérieure (Fig.1).
On donne: Pext=101325 Pa, l=0.10 m, F=500 N et S=2dm2.
B
A
Pext
F
Fig.1
Exercice 2.3 Un ballon sphérique en caoutchouc de rayon
R=10 cm, constitue un système. Son rayon s’accroît de R=2
cm dans l’atmosphère ordinaire. Quel est le travail W fourni
par le système ?
Exercice 2.4 On comprime une mole de dioxygène,
assimilé à un gaz parfait diatomique de température
T1=300 K et de pression P1=1 bar, jusqu’à une température
T2 = T1 et pression P2=5bar. La compression peut se
produire de deux façons différentes: la première A1IA2 est
isotherme et la seconde suit le chemin A1EA2.
1°) Calculer le travail qu’il reçoit au cours de l’évolution
A1IA2.
2°) En déduire la chaleur reçue.
3°) Mêmes questions au cours de l’évolution A1EA2.
On donne : Cv=5R/2
P
A2
E
I
A1
V
Exercice 2.5 Notions de systèmes ouverts– fermés
Soient les systèmes décrits ci-dessous. Préciser dans
chaque cas s’il s’agit d’un système fermé ou ouvert:
1°) matière solide d’une bougie allumée;
2°) un moteur à explosion complet, en fonctionnement;
3°) un réveil matin, entrain de sonner;
4°) l’eau liquide qui bout dans une casserole;
5°) l’air d’une chambre à air à air étanche;
6°) un moteur électrique, en fonctionnement.
Réponses
Exercice 2.1
T=40K
Exercice 2.2
W=252.7J
Exercice 2.3
W=-305J
Exercice 2.4
W=-Q, #4kJ, W=0, Q#25kJ, W=-#1kJ, Q=-35kJ
Exercice 2.5
1-Ouvert, 2-Ouvert, 3-Fermé, 4-Ouvert,5-fermé,6-Ouvert