Corrigé. Numéro : CADRE RÉSERVÉ A L ENSEIGNANT :

Transcription

1 Numéro : Corrigé PAGE DE GARDE UJE D EXAMEN Année universitaire Classe : Aéro-2 ype d examen : D Matière : hermodynamique Code matière : Ph 21b Date : 21 mars 2018 Horaire : Durée : 1 h Enseignant : Bouguechal Documents autorisés : NON Calculatrices autorisées : NON CADRE RÉERVÉ A L ENEIGNAN : i au cours de l épreuve, vous repérez ce qui vous parait être une erreur ou un oubli dans l énoncé, vous le signalez clairement dans votre copie et vous poursuivez l examen en proposant une solution. Le barème est donné à titre indicatif. Pour les QCM, chaque question comporte une ou plusieurs réponses. Lorsque l étudiant ne répond pas à une question ou si la réponse est fausse, la note attribuée sera égale à zéro. Rédigez directement sur la copie. Il sera tenu compte du soin apporté à la rédaction. Exercice1: /3.0 Exercice2: /2.00 Exercice3: /2.5 Exercice 4: /13.0 CADRE RÉERVÉ A L EUDIANE) : Merci de compléter ce cadre et votre numéro en haut de page à gauche : NOM : Prénom : Classe : IPA D de thermodynamique du 21 mars /7

2 Exercice 1 : econd principe de la thermodynamique 3 points) A. Le deuxième principe de la thermodynamique définit une fonction d état : 1. appelée entropie 2. H appelée enthalpie 3. U appelée énergie interne 4. F appelée énergie libre B. L unité I de l entropie est le : 1. joule 2. joule. kelvin 3. joule/kelvin 4. joule/ C C. La variation sur un cycle de l entropie totale d un système est toujours : 1. positive 2. négative 3. nulle 4. positive, négative ou nulle D. L entropie interne, créée à l intérieur du système est toujours : 1. positive 2. négative 3. positive ou nulle 4. négative ou nulle E. L entropie est une grandeur : 1. extensive 2. intensive 3. constante 4. nulle F. Une transformation isentropique est une transformation : 1. adiabatique uniquement 2. réversible uniquement 3. adiabatique et réversible 4. isotherme G. l entropie totale d un gaz parfait, lors d une transformation réversible, dépend : 1. uniquement de la température 2. uniquement du volume 3. dépend de deux variables 4. dépend de trois variables H. L entropie est liée, au niveau microscopique : 1. à l agitation des molécules 2. aux chocs des molécules 3. au désordre des molécules 4. à la structure des molécules Cochez la ou les bonnes) cases). Aucune case cochée note = 0. EXERCICE A X 0.25 B X 0.25 C X 0.25 D X 0.25 E X 0.50 F X 0.50 G X 0.50 H X 0.50 IPA D de thermodynamique du 21 mars /7

3 Exercice 2 : Propriétés différentielles de l entropie 2 points ) A. La relation qui lie l entropie et les autres variables d état est : 1. ) = V V) 2. ) = V P) V ) = V P P ). V B. La relation qui lie l entropie et les autres variables d état est : 1. ) = V V) 2. ) = V P) V ) = P V V ). C. La relation qui lie l entropie et les autres variables d état est : 1. ) = V CV 2. V ) = P ) V ) P = P ) V ) = P ) ) = C V V ) = V P). V D. La relation qui lie l entropie et les autres variables d état est : 1. ) P = CP V ) = P ) 2. V ) = P ) V ) = C P P Cochez la ou les bonnes) cases). Aucune case cochée note = 0. EXERCICE A X 0.5 B X 0.5 C X 0.5 D X 0.5 IPA D de thermodynamique du 21 mars /7

4 Exercice 3 : ransformation élémentaire réversible 2.5 points) On considère un gaz parfait subissant une transformation élémentaire réversible. Donner l expression de du, dh, δq, δw et d en fonction uniquement des variations élémentaires d, dp, dv de la température, de la pression et du volume et des constantes caractéristiques : R la constante des gaz parfaits et Cv, Cp les capacités calorifiques à volume constant et à pression constante qu on supposera constantes. U, H, Q, W et étant respectivement l énergie interne, l enthalpie, la quantité de chaleur, le travail et l entropie par mole. On pourra justifier éventuellement à la suite du tableau. Lire l énoncé avant de remplir le tableau. Expressions générales Loi des gaz PV = R 0.25 parfait du 1ère loi de 0.25 du = C Joule V d dh 2 ème loi dh = C P d 0.25 de Joule du Premier du = δw + δq 0.25 principe δq Chaleur δq = C V d + PdV 0.50 δw travail δw = P dv 0.50 d econd principe d = C V d + P dv = C V d + R dv V 0.50 IPA D de thermodynamique du 21 mars /7

5 Exercice 4 : ransformations dans le diagramme P-V et - 13 points) 1. Représenter dans le diagramme P-V et le diagramme - les transformations réversibles suivantes d un gaz parfait : Une isotherme. Une isentrope. Une isochore. Une isobare. On pourra répondre à cette question après avoir répondu aux questions 2 et 3. Utiliser des couleurs différentes si possible. 2. Donner les coefficients directeur de chaque transformation dans le diagramme P-V et Donner l équation d une isochore et d une isobare dans le diagramme -, on posera qu à =0 alors = 0. Réponse : 2,0 * 2 1. P Adiabatique Isochore Isobare Isotherme V 2. ransformations isotherme isentrope isochore isobare Coefficients directeur : diagramme P-V P V ) = P V P V ) = γ P V P V ) V P V ) = 0 P 0,5 * 4 IPA D de thermodynamique du 21 mars /7

6 3. ransformations isotherme isentrope Coefficients directeur : diagramme - ) = 0 ) isochore isobare ) V = C V ) = P C P ) P < ) V 1,0*5 4. Equation d une isobare dans le diagramme - : ) = ; P C P d = d C P ; d 0 = 0 d C P ln ) = 0 0 C P 0 = e C P = 0 e C P 1. Equation d une isochore dans le diagramme - ) = ; V C V d = d C V ; d 0 = 0 d C V ln ) = 0 0 C V 0 = e C V 0 = 0 e 0 C V 1.0 IPA D de thermodynamique du 21 mars /7

7 IPA D de thermodynamique du 21 mars /7