Semaine du 01/05/2017
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Programme de colles en physique (PCS2) Du 02 au 05 mai 2017 1 Thermodynamique 1.1 Descriptions microscopique et macroscopique d’un système à l’équilibre (exos) 1.2 Description d’un corps pur sous deux phases (cours + exos) — — — — Vocabulaire sur les changements d’état. Etat métastable. Diagramme (P,T) : cas général, cas particulier de l’eau, notion de point triple et de point critique. Diagramme de Clapeyron pour l’équilibre liquide-vapeur : réseau d’isothermes, théorème des moments (à savoir établir ), pression de vapeur saturante. — Problématique du stockage d’un fluide dans une enceinte fermée. — Notion de pression partielle. Application à l’équilibre liquide-vapeur de l’eau en présence d’une atmosphère inerte. 1.3 Premier principe de la thermodynamique (cours + exos) — — — — — — Energie interne, énergie totale, énoncé du premier principe. Notion de travail, de transfert thermique : connaı̂tre les 3 types de transfert thermique. Transformations : isochore, isobare, monobare, isotherme, monotherme et adiabatique (savoir donner un exemple). Notion de thermostat. Conditions pour une modélisation isotherme ou adiabatique. Expression du travail des forces de pression extérieures (démonstration dans le cas particulier d’un gaz dans un récipient muni d’un piston mobile, généralisation admise). — Diagramme de Clapeyron(P,V), interprétation géométrique du travail des forces de pression dans ce diagramme pour une transformation mécaniquement réversible, cas d’un cycle. — savoir calculer du travail pour quelques transformations classiques : isochore, monobare, isotherme et mécaniquement réversible pour un GP. — Exercice d’application : compression brutale ou mécaniquement réversible d’un GP en contact avec thermostat. 1.4 — — — — — — — Application du premier principe (cours + exos sauf changement d’état) Enthalpie : transformation monobare entre deux états d’équilibre (démo à connaı̂tre). Définition de Cp . Enthalpie d’un GP, relation de Mayer pour GP (démo à connaitre). Enthalpie d’une phase condensée incompressible et indilatable. Enthalpie massique (ou chaleur latente massique) de changement d’état. Méthode de calcul des variations d’enthalpie et d’énergie interne pour un mélange liquide-vapeur. Calorimétrie : méthode électrique, méthode des mélanges, mesure de la chaleur latente massique de fusion de la glace, mesure de la valeur en eau d’un calorimètre.
