Lycée Parfait

atmosphère représente assez bien les conditions de température et de pression moyennes sur l’année pour les climats tempérés d’Europe et d’Amérique du Nord . Les conventions de l’atmosphère standard sont les suivant : – l’air est assimilé à un gaz parfait avec une constante massique R = 287 J/kg K, – l’air est sec, – le vent météorologique est nul (pas de turbulence atmosphérique), – l’atmosphère est en équilibre hydrostatique, c’est-à-dire d p = −ρg (h) d h (.) où h est l’altitude au-dessus du

énergie interne - travail – chaleur ; Changement d’état q. 1. Un m3 d'air (assimilé à un gaz parfait) sous une pression P1 = 10 bar subit une détente à température constante ; la pression finale est de P2 = 1 bar. Déterminer le travail et le transfert thermique échangés par le gaz avec le milieu extérieur au cours de cette détente. q. 2. Un récipient fermé par un piston mobile renferme 2 g d'hélium (gaz parfait monoatomique) dans les conditions (P1 , V1). On opère une compression adiabatique de façon

x1 dx 1 Soit x1 RT 1  x2 d 2  0 (on multiplie la relation précédente par ) x1 n1  n2 dx dx Donc d 2   RT 1  RT 2 x2 x2 D’où   RT ln x  f (T , P)  RT ln x  *(T , P) . 2 2 2 2 II Le potentiel chimique des corps purs A) Gaz 1) Gaz parfait Expression de  : G  n On a G  H  TS ,  T T T0 T0 H  H 0  n  c p dT et S  S0  n  c p Chapitre 8 : Le potentiel chimique Thermodynamique dT P  nR ln . T P0 Page 4 sur 11 Donc   T T H 0  TS0 dT P   c p dT  T  c p  RT ln

température ambiante. 3. Echelles des températures Etude du volume d’un gaz parfait (faible pression) en fonction de la température. (on peut faire une manip simple sur l’étude de la dilatation d’un gaz en fonction de  à pression constante). On extrapole et on note la convergence des courbes de dilatation V Gaz 1 Gaz 2 Gaz 3 -273°C  -273°C apparaît comme une température absolue au-delà si le gaz reste parfait le volume serait négatif !!!En posant T =  + 273 (unité : Kelvin,K) on

5 ; * Masse molaire de l’acide sulfurique en g.mol-1 : M(H2SO4) = 98,1 ; * Volume molaire des gaz dans les CNTP ( = 0 °C (273K) ; P= 1,013 x 105 Pa) : Vm = 22,4 L ; * Le chlorure d’hydrogène sera considéré comme un gaz parfait ; * Constante des gaz parfaits : R = 8,314 S.I. Exercice 3 ( 6 points ) PARTIE I Les graphes en annexe 2 représentent l’évolution des quantités de matière des réactifs en fonction de l’avancement x de la réaction dans le cas de la réaction de précipitation

1 S E G I D X U V A R T SERIE -APremier principe des systèmes fermés. SERIE -BGaz parfaits. SERIE -CPropriétés physiques compressibles. des substances SERIE -DBilan des systèmes ouverts. SERIE -EDeuxième principe et ses conséquences. SERIE -FCycles à gaz. SERIE -GCycles à vapeur pures, simples, 2 -série A- A. PREMIER PRINCIPE DES SYSTEMES FERMES : A1- Durant un processus de détente le volume et la pression varient comme : P=AV 2 + B P1 = 1 atm ; V

Lorsque la longueur caractéristique décroît et la viscosité augmente, le nombre de Reynolds diminue fortement. La fluidique à bas nombre de Reynolds possède certaines caractéristiques remarquables. Un petit nombre de Reynolds entraîne souvent un écoulement laminaire : il est stable, et les lignes de courant sont bien dessinées. Au voisinage de la surface, les forces de contact entre le liquide et le solide (la surface de la canalisation) prédominent. La viscosité du fluide introduit une condition

température, des volumes égaux de gaz doivent refermer le même nombre de molécules ». Ce qu'avogadro veut dire c'est que les volumes identiques de gaz contienne le même nombre de moles (n) si la température et la pression est les mêmes. équation de gaz parfait : pV =nRT p = pression [atm] V = Volume [L] n = nombre de mole [mol] R = constante qui vaut 0.0821 [L•atm/mol • K] K= Température en Kelvin [K] Volume de gaz de CO2 dans l'équation 2 : 1• V = 0.01 • 8.31 • 298 = 24.76 [l] Notre hypothèse

constante du gaz parfait : R = 8,32 J.mol-1.K-1. Relation donnant la masse volumique ρ d’un gaz (en fonction de la pression p et de la température T (voir annexe à la fin du document) Ecoulement permanent à travers un ajutage : On utilise en travaux pratiques une cuve verticale (voir schéma ci-dessous) remplie d’eau ; on supposera que le niveau A dans la cuve est constant. Le fluide s’écoule par un trou de diamètre D situé dans le fond de la cuve. L'eau sera considérée comme un fluide parfait incompressible

Transformations d’un gaz parfait On notera P, T, V les paramètres pression, température et volume d'un gaz; on notera respectivement Cp, Cv les chaleurs molaires à Cp pression et volume constant, et γ le rapport γ = . Cv Dans la suite, les systèmes thermodynamiques étudiés seront des gaz parfaits. € 1) Quelques propriétés d'un gaz parfait a) Rappeler l'équation d'état d'un gaz parfait; on désignera par n le nombre de moles et par R la constante molaire des gaz parfaits. b) * Rappeler la relation