p atm = 10 5 P a ; R = 8, 3 S.I

Données :

p _atm = 10 ⁵ P a ; R = 8, 3 S.I

∆s = s 1 − s 0 = c v .ln T 1

T 0 + R.ln V 1

V 0

c _p .ln T 1

T 0 − R.ln p 1

p 0

m = 5 kg, T 0 = 25 ^○ c et T 1 = 55 ^○ c

p _atm

b bb b

b

bb

b

b b

b

b b

bbb

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bbb

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Thermostat T 0

1 2 3 4 5

p atm

m

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Thermostat T 0

p atm

N.δm = m

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Thermostat T 0

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Thermostat T 1

p atm

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Thermostat T 1

p atm

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Parois ath.

Un gaz parfait monoatomique est contenu dans un cylindre de section S = 10 cm ² . Le gaz occupe initialement un volume V 0 = 10 L

Le cylindre a des parois diathermes (sauf pour le cas 5). Le piston supposé sans masse est mobile sans frottement (sauf dans le cas 4)

On détaille les différentes transformations étudiées :

✓ Cas 1 : On pose une masse m sur le piston, le cylindre étant au contact de la source T 0 .

✓ Cas 2 : On pose successivement et petit à petit N masses δm (avec N.δm = m) sur le piston, le cylindre étant au contact de la source T 0 .

✓ Cas 3 : On remplace le thermostat T 0 par un thermostat T 1 , le piston étant mobile

✓ Cas 4 : On remplace le thermostat T 0 par un thermostat T 1 , le piston étant fixé

✓ Cas 5 : Les parois sont calorifugées. On pose successivement et petit à petit N masses δm (avec N.δm = m) sur le piston, le cylindre étant au contact de la source T 0 .

Pour chacune des transformations :

1. Nommer la transformation en utilisant les termes suivants : isotherme, monotherme, isobare, monobare, isochore, adia- batique, quasistatique, brutale.

2. Déterminer les paramètres d’état pour l’état final.

3. Exprimer le travail des forces de pression W ainsi que le transfert thermique Q en fonction (éventuellement) de p 0 , m, g, S, T 0 , T 1 , γ.

4. Par un bilan entropique, déterminer le caractère réversible ou non de la transformation