Travail Pratique #7

Phy2001 : Thermodynamique des systèmes terrestres
Travail Pratique #7
Correction de l’examen intra (AUT16)
Questions théoriques (24 pts)
Questions 1 à 8 : choisissez la meilleure réponse et justifiez votre choix.
ATTENTION : les réponses sans justification ne seront pas acceptées.
1) Le travail effectué par un système au cours d’un processus d'expansion libre (dans le vide)
est
a) positif
b) négatif
c) zéro
d) maximum
e) minimum
2) Lequel des éléments suivants n’est pas une propriété intensive ?
a) la pression
b) la température
c) la densité
d) l’énergie interne
e) le volume spécifique.
3)
Le travail effectué durant un processus adiabatique dépend
a) seulement de l’état initial et de l’état final du système
b) du processus adiabatique particulier
c) de la quantité de chaleur échangée
d) seulement de l’état initial
e) seulement de l’état final
4)
Le changement d'enthalpie d'un système est la quantité de chaleur fournie à ce système à
a) pression constante
b) température constante
c) volume constant
d) entropie constante
e) aux conditions normales de pression et température.
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5)
Dans un procédé isotherme, l'énergie interne d’un gaz parfait
a) augmente
b) diminue
c) reste constante
d) peut augmenter ou diminuer en fonction des propriétés du gaz
e) montre un comportement imprévisible.
6) Si un gaz échange de la chaleur avec son environnement pendant une transformation
isochore, le travail effectué par le système est
a) positif
b) négatif
c) zéro
d) égal au produit de la pression par le volume
e) quelque part entre zéro et infini ( 0 < W < ∞ )
7) Selon la première loi de la thermodynamique
a) le travail effectué par un système est égale à la chaleur reçue par le système
b) l'énergie totale d'un système lors d'un processus demeure constante
c) l'énergie, l'enthalpie et l'entropie lors d'un processus restent constantes
d) l'énergie totale d'un système isolé reste constante
e) l'entropie du système isolé reste constante.
8)
La variation de l'énergie interne d’un système fermé est égale à la chaleur échangée si le
processus a lieu à _________________ constant(e)
a) pression
b) température
c) volume
d) énergie
e) entropie.
Exercice 1 (25 pts)
Soit un récipient isolé divisé par une cloison en deux compartiments de volume V et contenant
chacun une mole de deux gaz parfaits différents à la même température et à la même pression.
On supprime la cloison et on laisse les deux gaz se mélanger.
a) Quelle est la variation de l’entropie de l’ensemble ?
b) Le processus est-il réversible ou irréversible? Justifiez votre réponse.
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Exercice 2 (26 pts)
Une mole d’air sec (qui se comporte comme un gaz parfait diatomique) est initialement à la
pression p1 = 100 kPa et à la température T1 = 0°C. On veut augmenter la température de cette
particule d’air le plus possible en additionnant 10 J d’énergie thermique par un processus
réversible.
1) Quel processus de réchauffement choisirez-vous : isobare ou isochore? Justifiez votre
réponse.
2) Suite à la transformation choisie en 1), déterminez pour le système :
a. La variation d’énergie interne;
b. La variation d’enthalpie;
c. La variation d’entropie;
d. Le travail reçu.
Exercice 3 (25 pts)
Deux moles de gaz parfait, initialement à la pression de 1 bar, subissent une transformation
isotherme réversible à la température de 0°C. Au cours de cette transformation, le gaz reçoit de
l’environnement une quantité de chaleur de 3 135 J. Calculez :
a) le volume final du gaz
b) la variation de
a. l’enthalpie
b. l’entropie
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