I.P.S.A. Date de l'Epreuve : 17 novembre 2007 24, rue Pasteur 94270 Le Kremlin-Bicêtre Tél. : 01.44.08.01.00 Fax. : 01.44.08.01.13 Classe : SPE A SPE B SPE C DEVOIR SURVEILLE THERMODYNAMIQUE 1h30 Durée : 2 h 00 3 h 00 Avec (1) Notes de Cours Sans (1) (1) Rayer la mention inutile Professeur : Monsieur BOUGUECHAL sans (1) NOM : Calculatrice Prénom : N° de Table : DEVOIR SURVEILLE DE THERMODYNAMIQUE : Répondez directement sur la copie. Inscrivez vos nom, prénom et classe. Justifiez vos affirmations si nécessaire. Il sera tenu compte du soin apporté à la rédaction. Si au cours de l’épreuve, vous repérez ce qui vous parait être une erreur ou un oubli dans l’énoncé, vous le signalez clairement dans votre copie et vous poursuivez l’examen en proposant une solution. NOM : PRENOM : : CLASSE : NUMERO : :: T.S.V.P. 1/9 Exercice 1 : Elément de thermodynamique ( 5 points ) A. Une transformation isochore est une transformation qui se fait ( à ) : 1.□ pression constante 4.□ volume constant 2.□ intervalle de temps régulier 5.□ aucune réponse ne convient. 3.□ sans échange d’énergie B. Une transformation adiabatique est une transformation qui se fait ( à ) : 1.□ température constante 2.□ intervalle de temps régulier 3.□ sans échange de chaleur 4.□ volume constant 5.□ aucune réponse ne convient. C. Un système fermé échange : 1.□ du travail uniquement 2.□ de la chaleur uniquement du travail et de la chaleur 5.□ aucune réponse ne convient. 3.□ de la matière 4.□ D. Un système isolé échange : 1.□ du travail uniquement 2.□ de la chaleur uniquement du travail et de la chaleur 5.□ aucun échange possible. 3.□ de la matière 4.□ E. Une transformation adiabatique est une transformation : 1.□ isotherme 2.□ isochore 3.□ isobare 4.□ isochrone convient. 5.□ aucune réponse ne Cochez la ou les bonne(s) cases. EXERCICE 2 A B C D E 1 2 3 2/9 4 5 Exercice 2 : Elément de thermodynamique ( 5 points ) A. Les variables extensives sont : 1.□ La masse 2.□ Le volume 5.□ aucune réponse ne convient. 3.□ La masse volumique B. Les variables intensives sont : 1.□ La température 2.□ La pression aucune réponse ne convient. 3.□ La masse 4.□ Le volume massique 4.□ Le volume 5.□ C. La température d’un système est liée à : 1.□ au choc des molécules 2.□ l’agitation des molécules 3.□ l’énergie cinétique des molécules 4.□ au travail et à la chaleur 5.□ aucune réponse ne convient. D. La pression d’un système est liée à : 1.□ au choc des molécules 2.□ l’agitation des molécules 3.□ l’énergie cinétique des molécules 4.□ au travail et à la chaleur 5.□ aucune réponse ne convient. E. Un gaz est dit parfait si : 1.□ c’est un gaz rare 2.□ les molécules sont ponctuelles 3.□ les molécules sont monoatomiques 4.□ il n’ y a pas d’interaction entre les molécules 5.□ aucune réponse ne convient. Cochez la ou les bonne(s) cases. EXERCICE 2 A B C D E 1 2 3 3/9 4 5 EXERCICE 3 : Coefficients thermoélastiques d’un fluide ( 5 points ) On rappelle la définition des différents coefficients thermoélastiques : 1 V V T 1 P P P T 1 V T V V P T où α est le coefficient de dilatation volumique isobare, β le coefficient de compressibilité isochore et χT le coefficient de compressibilité isothermique. L’équation d’état d’un fluide de Van Der Waals est donnée par : (P A )(V B) RT V2 A et B étant des constantes positives. 1. Déterminer la différentielle des deux membres de l’équation de Van Der Waals et la présenter sous la forme FdV + GdP +HdT = 0. 2. En déduire les dérivées partielles suivantes : V T ; P P T ; V V P T 3. Exprimer α, β et χT pour un tel fluide en fonction des paramètres d’état. 4. Retrouver le cas du gaz parfait à partir du fluide de Van Der Waals. 5. En déduire une relation entre ces trois coefficients. Réponse : 4/9 5/9 6/9 Exercice 4 : Equation d’état d’un fluide ( 5 points ) Le coefficient de dilatation à pression constante d’un fluide est ; son coefficient de compressibilité isotherme est où a et b sont des constantes. Trouver l’équation d’état et température supposés connus. du fluide. On posera T0, P0 et V0 les pression, volume Réponse : 7/9 8/9 9/9