iMadrassa
Exercice 1

Une masse de 64 grammes d'oxygène (gaz diatomique parfait

)  est dans un état thermodynamique initial A. Ce gaz subit quatre transformations réversibles représentées sur le  diagramme (T,V) suivant :

 

 

Données :

  • Masse atomique de l'oxygène =

 

1- Quelle est la nature et le sens des transformations :

et 
?

1- La nature des transformations AB et BC :

AB : détente isotherme (La température est constante lors de la transfomation).

 

BC : chauffage isochore ( Le volume est constant lors de la transformation).

2- Déterminer (en le justifiant!) la nature et le sens des transformations CD et DA.

2- La nature des transformation CD et DA :

CD : Refroidissement isobare (La pression est constante lors de la transformation et

Une droite).

DA : Détente adiabatique (

une courbe).

3- Calculer les coordonnées (P,V,T) pour chacun des quatre états thermodynamiques.

3- Calcul des coordonnées (P,V,T) :

  • Etat A :

 

  • Etat B :

 

  • Etat C :

 

  • Etat D :

(transformation isobare)

( transformation adiabatique)

4- Calculer pour le gaz durant chacune des quatre étapes puis durant le cycle (utiliser le Joule) : le travail, la chaleur échangée, les variations d'énergie interne, d'enthalpie et d'entropie.

  • Transformation AB (détente isotherme: dT=0) :

 

  • Transformation BC ( chauffage isochore : dV =0) :

 

  • Transformation CD (refroidissement isobare dP =0) :

 

  • Transformation DA (détente adiabatique
    ):

 

  • Cycle ABCDA :

5- Déduire de vos calculs les fonctions d'état (justifier les réponses).

  • H, U et S sont des fonctions d'état car elles ne dépendent pas du chemin suivi (elles ne dépendent que de l'état initial et final).
  • Q et W ne sont pas des fonctions d'état car elles  dépendent du chemin suivi (elles dépendent de la nature de la transformation).

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