EFREI - L3 – Thermodynamique Interrogation de TD – 1 heure Jeudi

EFREI - L3 – Thermodynamique
Interrogation de TD – 1 heure
Jeudi 31 mars 2016
Aucun document autorisé, calculatrice interdite
Lorsqu’un calcul est demandé, vous devez d’abord effectuer un calcul littéral. Vous présentez
ensuite le résultat de votre calcul sous forme littérale puis vous effectuez l’application
numérique. Vos résultats littéraux et numériques doivent être encadrés.
Exercice 1
On fait subir à un gaz parfait, initialement à la pression P1 et à la température T1, une
compression isobare qui diminue son volume de V1 à V2.
a) Calculer la pression P2 et la température T2 du gaz après la compression isobare.
b) Tracer précisément dans un diagramme de Clapeyron cette compression isobare.
c) Après avoir précisé comment on évalue graphiquement le travail des forces de pression sur
ce type de diagramme, évaluer graphiquement le travail des forces de pression W2.
A la place de la compression isobare, on fait subir à ce gaz parfait, qui se trouve à la pression
P1 et à la température T1, une compression isotherme qui diminue son volume de V1 à V2.
d) Calculer la pression PB et la température TB du gaz après la compression isotherme.
e) Calculer le travail des forces de pression WB pour réaliser cette compression isotherme.
f) Représenter cette compression isotherme sur le diagramme précédent.
A.N. P1 = 1 atm ; T1 =27°C ; V1=3L ; V2=1L
Exercice 2
Un fluide A de masse mA à la température TA=110°C est mis en contact avec un thermostat B
qui se trouve à la température TB=90°C. Le fluide subit un changement d’état vapeur /liquide
à la température Tvap=100°C. Le système A+ B est isolé.
a) Quel est l’état et la température Tf du fluide à l’équilibre thermodynamique ?
b) Calculer la chaleur QA échangée par le fluide pour atteindre cet équilibre.
c) Calculer la chaleur QB échangée par le thermostat pour atteindre cet équilibre.
d) Calculer la variation d’entropie SA du fluide A (calcul littéral uniquement).
e) Calculer la variation d’entropie SB du thermostat B (calcul littéral uniquement).
f) Quel est le signe de SA? de SB? Quelle relation peut on écrire entre SA et SB ?
A.N. mA = 10 g ; CAliqu = 4 J.g-1.K-1 ; CAvap = 3 J.g-1.K-1 ; LAvap = 100kJ.kg-1.