Gaz parfait

chaleur fournie nécessite des informations sur lʼévolution du système (on peut échauffer sans chauffer). 2 ◊ remarque : “état” du système est ici au sens thermodynamique général ; il ne sʼagit pas uniquement de lʼétat physique (solide, liquide, gaz...). • On dit quʼune variable est : ◊ “extensive” si elle est proportionnelle à la quantité de constituants du système (volume, masse, énergie interne...) ; ◊ “intensive” si elle nʼen dépend pas (température, pression...). 2.2. Équilibre • On dit quʼun

système thermodynamique. La température thermodynamique pour un gaz parfait s'identifie à la température cinétique. Pression thermodynamique : Pour un gaz parfait, on a équivalence entre pression cinétique et thermodynamique. 5) Bilan entropique : ,calculé à partir des identités thermodynamiques. d'où, = 0 => réversible, > 0 => irréversible. III) Quelques exemples de bilans entropiques : 1) Détente réversible adiabatique d'un gaz parfait : 1er principe : ,. Calcul de Sech Calcul de Scréé => transformation

de la nature, de la température et de la pression du milieu. Comme l'air est proche d'un gaz parfait, la pression a très peu d'influence sur la vitesse du son. Dans un gaz parfait la célérité est donnée par la relation : c=\frac{1}{\sqrt{\rho\chi}} où \,\rho est la masse volumique du gaz et \,\chi sa compressibilité adiabatique. On voit donc que la célérité du son diminue lorsque la densité du gaz augmente (effet d'inertie) et lorsque sa compressibilité (son aptitude à changer de volume

en fonction de q et C (C représente la capacité du condensateur plan). Interpréter ce résultat. 4 DEUXIEME PROBLEME COMPRESSION LENTE ET BRUTALE D’UN GAZ PARFAIT Un cylindre vertical, de section constante S, est fermé par un piston de masse m qui peut coulisser sans frottement. Il contient un nombre n de moles d’un gaz supposé parfait. L’ensemble est plongé dans un milieu dont la température T0, la pression P0 sont constantes et où règne un champ de pesanteur r g , uniforme et vertical. La

´quilibre e e ee e thermique entre eux. La temp´rature est alors une grandeur caract´ristique de la classe d’´quivalence de tous les e e e corps en ´quilibre thermiques entre eux. On peut donc la d´finir pour une substance particuli`re : e e e le gaz parfait, dont les constituants (atomes ou mol´cules) n’ont pas d’interaction entre eux. Dans e ce cas on a 3 1 m = kB T . (4) 2 2 o` T s’exprime en Kelvins (0 ◦ C = 273,15 K). Le facteur 3/2 est l` pour convenance (cf. ´q. (5)) u a e −23 J.K−1 est la constante

d = [pic] 3-2 Cas d'un gaz assimilable à un gaz parfait Un gaz parfait n’existe pas mais il sert de modèle pour étudier les gaz réels. Un gaz réel peut être assimilé à un gaz parfait si sa température et sa pression ne sont pas très élevées. Si le volume molaire Vm d’un gaz (volume d'une mole de gaz) correspondant aux conditions 7xpérimentales dans lesquelles l’échantillon gazeux est étudié est connu, alors un récipient de volume Vgaz contient n moles de gaz avec  |n = Vgaz / Vm

transformation finie : C’est un travail de force de compression. b. Quantité de chaleur 1. Solide ou liquide Donc 1. Gaz Les gaz sont compressibles l et h dépendent du gaz l en Pa et h en Pour un gaz parfait : l=P et h=-V II. Application aux transformations d’un gaz parfait Nous allons travailler sur les transformations suivantes :  Isochore  Isobare  Isotherme et adiabatique  ISOCHORE V= constante

expansible. Il peut également avoir une forme propre ou a contrario être malléable. 2) L’Etat Gazeux A l’état gazeux, les molécules se trouvent éloignées les unes des autres et sont animées d’un mouvement incessant et désordonné, lié à la température du gaz. Un gaz n’a pas de volume propre, il va occuper tout l’espace accessible, et est compressible et expansible. Les molécules se déplacent à grande vitesse (environ 300 . 2 pour l’atmosphère au repos à température ambiante) en ligne droite jusqu’à rencontrer

CHIMIE Exercice 2 Soit une mole de gaz subissant une compression quasi statique et isotherme de (P0, T0) à (2P0, T0). Donner l’expression du travail reçu par le gaz selon qu’il s’agit : 1. d’un gaz parfait (on exprimera W en fonction de T0); 2. d’un gaz de Van der Waals : ( P + a / V2 ) ( V - b ) = R T (on exprimera W en fonction de Vi et Vf les volumes dans l’état initial et l’état final). Exercice 3 On considère deux moles de dioxygène, gaz supposé parfait, que l’on peut faire passer réversiblement

Thermodynamique Questions de cours C1. L’état gazeux : modèle du gaz parfait ; commentaire de l’équation d’état de Van der Walls C2. Coefficients thermoélastiques C3. Diagramme d’état du corps pur, isothermes d’Andrews et théorème des moments D1 C4. Énergie interne et premier principe C5. Transfert thermique au cours d’une transformation monobare (resp. isochore) ∆H = Q (resp. ∆U = Q ) D C6. Calorimétrie, méthode des mélanges C7. Loi de Laplace D C8. Détente de Joule Gay Lussac D C9. Calculs Q