DSnov 2007

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