Université M`hamed Bougara de Boumerdès LMD

Contrôle continu n°1 de la matière Thermodynamique II (semestre 6) – 2014/2015. Responsable N.Tabti / Bonne Chance !
Université M’hamed Bougara de Boumerdès LMD-SM 2014/2015
Faculté des Sciences Lundi 30/05/2015
Département de Physique 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 :
ln
ff
ii
TT f
eee
i
TT
T
mc dT
Q dT
S mc mc
T T T T
AN :
31
(20 273)
1,5.10 .4185.ln 0.3
4 27 52 . 3
f
i
T
eT
dT
S mc JK
TS
2°) Quelle est la variation d’entropie du système ‘eau + pièce’. On donne Ce=4185 J. Kg-1. K-1. (4 pts)
Réponse :
D’après le second principe de la thermodynamique on a :
e
a
mc T
ST
AN :
31
1,5.10 .4185.(20 4)
20 27 0.343 3.
e
a
mc
TJK
T
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. (2points)
Réponse :
()F U TS dF d U TS dU TdS SdT       
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 Pd
dG VdP Td
V VdP S
S
Td SdT
1pt
3pt
ss
1pt
1pt
1pt
2pt

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 ?:
( ) ( )
SV
P
VS
(6points)
Réponse :
Ici c’est l’entropie et le volume qui sont maintenus constants, donc on doit utiliser le U :
VS
UU
dU TdS PdV dS dV
SV
par identification
S
S
U
T dS
S
U
P dV
V
et par dérivation
on obtient la relation demandée
SV
V
S
TU
dS
V V S
PU
dV
SS
TP
V
V
S
cqfd
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.
2pt
2pt
2pt