Thermodynamique n°1

Utilisation de la loi de Laplace

Consacrer 10 minutes de préparation à cet exercice.

Puis, si vous manquez d'idée pour débuter, consultez l'indice fourni et recommencez à chercher.

Une solution détaillée vous est ensuite proposée.

Si vous avez des questions complémentaires, n'hésitez pas à les poser sur le forum.

Un récipient à parois rigides et calorifugées contient deux gaz parfaits diatomiques séparés par une paroi intérieure adiabatique pouvant se déplacer sans frottements.

Les volumes occupés par chaque gaz A et B peuvent donc varier.

Initialement les gaz sont dans le même état : 1 bar, 300 K et 1 L.

Un générateur électrique fait passer un courant de 1 A dans la résistance R0 = 10 Ω pendant une durée .

A ce moment le volume de A est de 1,1 L.

Utilisation de la loi de Laplace

Question

Calculer la pression finale dans chacun des compartiments.

Indice

Le piston est à l’équilibre ...

Solution

La transformation du gaz (B) est adiabatique réversible :

Avec . D'où :

Question

Calculer la température finale en B.

Solution

La température dans le compartiment B est :

Question

Calculer la température finale en A.

Solution

Dans le compartiment A :

Question

Calculer .

Indice

Faire un bilan énergétique au bon système ...

Solution

Le premier appliqué à l'ensemble des deux gaz donne :

Question

Calculer le travail reçu par le gaz du compartiment B.

Solution

Le premier principe appliqué au seul gaz B donne :

Question

Calculer la variation d'entropie du gaz dans le compartiment A.

Solution

Pour le gaz B, la variation d'entropie est nulle puisque la transformation est adiabatique réversible. Pour le gaz A :

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