Examen de Thermodynamique
Session du 10 avril 2012
Durée 1 heure
Exercice 1
Compléter le tableau suivant (oui ou non dans les colonnes 2 à 4):
Nature du système
Nature des transferts avec le milieu extérieur
Exemples
énergie matière
travail chaleur
ouvert oui oui oui cellule vivante
fermé oui oui non réacteur clos, pile
électrique
isolé non non non calorimètre
adiabatique oui non XXXXXXXX vase Dewar
Exercice 2
Voir cours.
Exercice 3
Un mélange de gaz est constitué de 0,2 g de H2; 0,21g de N2 et 0,51g de NH3 sous la pression d’une
atmosphère et à une température de 27°C.
Calculez :
1. les fractions molaires.
2. la pression partielle de chaque gaz.
3. le volume total.
Données : M(H) = 1g.mol-1 et M(N) = 14 g.mol-1 , les masses molaires de l’hydrogène et de l'azote.
Soit : mi = masse du gaz ; Mi = masse molaire et ni = le nombre de moles avec ni = mi / Mi
1. Nombre de moles de H2 n(H2) = 0,2/2 = 0,1 mol.
Nombre de moles de N2 n(N2) = 0,21/28 = 0,0075 mol
Nombre de moles de NH3 n(NH3) = 0,51/17 = 0,03 mol
χi = ni / ∑ni ; ∑ni = n(H2) + n(N2)+n(NH3) ∑ni = 0,1375 mol.
∑ χi = 1 (χi = fraction molaire de chaque gaz et ∑ni = nombre de moles total)
Fraction molaire de H2 est : χ(H2) = n(H2)/ ∑ni χ(H2)= 0,1/ 0,1375 = 0,727
Fraction molaire de N2 est : χ(N2) = n(N2)/ ∑ni χ(N2) = 0,0075/ 0,1375 = 0,055
Fraction molaire de NH3 est : χ(NH3) = n(NH3)/ ∑ni χ(NH3) = 0,03/ 0,1375 = 0,218
2. La pression partielle de chaque gaz Pi est : Pi = χi.Ptot avec Ptot = ∑ Pi = 1 atm
La pression partielle de H2 est : P(H2)= χ(H2). Ptot P(H2) = 0,727 atm
La pression partielle de N2 est : P(N2) = χ(N2).Ptot P(N2) = 0,055 atm.