Exercices de Thermodynamique : Entropie et Transformations

UNIVERSITÉ CHEIKH ANTA DIOP
DE DAKAR
ENSETP
École normale supérieure
d’Enseignement technique et
professionnel
M. BA
Module : Thermodynamique
Activité 1 :
1. Travail demandé
En référence aux documents ressources mis à votre disposition, et par rapport à votre
compréhension du cours suivi, effectuez les exercices mis à votre disposition.
2. Modalités de fonctionnement
L’évaluation sera basée sur vos efforts de compréhension et de réponses aux questions
3. Résultat attendu
Votre tâche dans cette activité sera d’essayer de faire tous les exercices mis à votre disposition
4. Critère d’évaluation
Exhaustivité des exercices
5. Échéancier
1 semaine après les fêtes

Question 1
Quelle est la variation d'entropie lorsque 10,2 moles de gaz diatomique sont refroidies d'une
température de 25 °C à 10 °C à pression constante ?
Question 2
Déterminez la valeur de l'entropie lors du chauffage réversible de 5 moles de gaz idéal de 25
°C à 73 °C à volume constant.
Si 1,50 moles de gaz idéal étaient comprimées isothermiquement de 6,6 L à 2,5 L :
a. Quelle est la variation d'entropie (ΔS) lors d'une compression irréversible ?
b. Quelle est la variation d'entropie (ΔS) lors d'une compression réversible ?
c. Que signifient ces valeurs pour le processus global ?
Question 3
Si 30,0 J de chaleur sont ajoutés à de l'eau à 12°C, quel est le changement d'entropie ?
Question 4
Quelle est l'augmentation de l'entropie lorsque 3,00 kg de glace à 0°C fond pour devenir de l'eau à 0°C
?
Question 5
Qu'est-ce que l'entropie ?
• L'entropie est une mesure de l'énergie potentielle d'un système.
• L'entropie est une mesure du travail net effectué par un système.
• L'entropie est une mesure du désordre d'un système.
• L'entropie est une mesure du transfert de chaleur de l'énergie dans un système.
Question 6
Quelles formes d'énergie peuvent être utilisées pour effectuer un travail ?
• Seul le travail est capable d'effectuer un travail.
• Seule la chaleur est capable d'effectuer un travail.
• Seule l'énergie interne est capable d'effectuer un travail.
• La chaleur, le travail et l'énergie interne sont tous capables d'effectuer un travail.
Question 7
Quelle est l'énoncé de la deuxième loi de la thermodynamique ?
• Tous les processus spontanés entraînent une diminution de l'entropie totale d'un système.
• Tous les processus spontanés entraînent une augmentation de l'entropie totale d'un système.
• Tous les processus spontanés entraînent une diminution ou une entropie totale constante d'un
système.
• Tous les processus spontanés entraînent une augmentation ou une entropie totale constante
d'un système.

Question 8
Pour le transfert de chaleur de l'énergie d'une haute à une basse température, que se passe-t-il
généralement pour l'entropie de tout le système ?
• Elle diminue.
• Elle doit rester constante.
• L'entropie du système ne peut être prédite sans valeurs spécifiques pour les températures.
• Elle augmente.
Question 9
Un cylindre en position verticale, fermé par un piston de masse négligeable, mobile sans frottement,
contient n moles d’un gaz parfait dont le rapport   . Initialement le gaz se trouve dans l’état A
(  ). Les parois du cylindre sont perméables à la chaleur. Préciser les paramètres d’état du gaz à
la fin de chaque transformation. Evaluer le travail, la quantité de chaleur reçus par le gaz ainsi que la
variation de son énergie interne en fonction de P0 et V0 entre l’état d’équilibre initial et l’état
d’équilibre final au cours de chacune des transformations suivantes :
a. Partant de l’état A, on place sur le piston une masse M qui comprime le gaz jusqu’à un volume 
.
Soit B l’état d’équilibre final.
b. Partant de l’état B, on enlève la masse M. Soit C l’état d’équilibre final.
Question 10
Exemple 2 : Une pierre dans l’eau
Quand on met la pierre dans l’eau, le transfert thermique va être de la pierre vers l’eau et pas dans le
sens contraire dans le cas où le volume d’eau est très grand par rapport à la pierre. Le système
composé de la pierre et de l’eau n’est pas isolé, donc on peut avoir de l’entropie échangé.
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