Thermodynamique. TD n°5 PCSI 1 TD n°5

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TD#n°5#:#Machines#thermiques.#
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Exercice#n°1:#Cycle#d’un#gaz#parfait#
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Exercice#n°2:#Cycle#d’un#moteur#diesel#
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Formulaire*:*
Entropie)du)gaz)parfait:)
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!!!
𝑙𝑛 !!
!
!!+𝑛𝑅 𝑙𝑛 !!
!
!!+𝑆!!avec!𝑆!=𝑆(𝑇
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!!!
𝑙𝑛 !!
!
!!−𝑛𝑅 𝑙𝑛 !!
!!!+𝑆!!avec!𝑆!=𝑆(𝑇
!,𝑃 !)!;)
𝑆(𝑃,𝑉)=!"#
!!!
𝑙𝑛 !!
!
!!+!"
!!!
𝑙𝑛 !!
!
!!+𝑆!!avec!𝑆!=𝑆(𝑉
!,𝑃 !).)
Entropie)d’une)phase)condensée)indilatable)et)incompressible:)
𝑆
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𝐶
𝑙𝑛 !
!
!
!
!
+𝑆!!avec
!𝑆
!
=
𝑆
(
𝑇
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𝐶
)la)capacité)calorifique.)
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Exercice#n°3:#Transformations#réversible#et#irréversible##
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5. En appliquant le 1er et le 2ième principe donner le signe de Q2 chaleur échangée le long de
(BD) et de W T, travail total. Quelle fonction peut remplir un tel système ?
Exercice#n°4:#Étude#entropique#d’une#machine#frigorifique#
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Exercice#n°5:#Détente#isochore#d’une#vapeur#d’eau#saturante#
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Exercice#n°6:#Pompe#à#chaleur#
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6. Tracer le cycle sur le diagramme et compléter le tableau suivant : /
#
État#1#
État#2#
État#3#
État#4#
𝒉!(𝒌𝑱.𝒌𝒈!𝟏)#
`WS/
/
/
/
𝑷!(𝒃𝒂𝒓)#
V/
7W/
/
/
𝑻!(°𝑪)#
2/
/
`W/
/
État#physique#
@*<#-$/
/
j+,-+'#/A*>-$*)>/
/
7. À partir du diagramme, estimer numériquement l'efficacité de la pompe à chaleur. Comparer la
valeur trouvée à celle qui correspond à un cycle de Carnot fonctionnant entre les mêmes
températures./
8. Calculer le débit massique du fluide permettant d'assurer une puissance de chauffage de 4 kW. /

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2/
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