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  • : PCSI : un autre regard
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  • : Aborder les domaines de la physique enseignés en Math Sup. Donner sa place à des promenades littéraires. Rêver et sourire aussi (parfois même avant tout), parce que c'est tout bonnement bon et nécessaire :-)
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Bertran de Born

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3 avril 2009 5 03 /04 /avril /2009 12:55


S24


Ma 30/03 (8h-10h)  
Cours
2h
Suite de T4.IV)
3) Evolution isotherme réversible d'un GP
4) Evolution monotherme irréversible d'un GP
5) Evolution adiabatique réversible d'un GP

==> DL n°19 : à chercher pour mardi prochain. PDF-logo
 


Me 01/04 (8h-10h) (Inspection Mme A.-M. Romulus)  
Cours
2h

T4.App1 – DETENTES DE JOULE
Bilan énergétique et entropique
PDF-logo
I - Détente de Joule
1) Dispositif expérimental
2) Bilan énergétique
3) Bilan entropique
a) Irréversibilité de la DJGL
b) Appplication à l'entropie de mélange

II - Détente de Joule-Thomson (Joule-Kelvin)
1) description de l'expérience
2) Bilan énergétique
3) Bilan entropique
4) Cas du réfrigérant R-134a
5) Applications
(cf. polycop.)
a) détendeur des bouteille de gaz comprimés
b) détendeur des réfrigérateurs et climatiseurs
c) Liquéfaction des gaz
6) Complément théorique : températeur d"inversion (cf. polycop)
==> DM n°7 : PDF-logo
Production de froid (détente adiabatique / DJT / température d'inversion) : à rédiger pour vendredi 10/04.


Me 02/04 (14h-16h/16h-18h)  
TP
2x2h


TP21 - Montages avec Amplificateur Opérationnel (4)

Montage Intégrateur, pseudo-intégrateur, dérivateur.

 
Je 03/04

(14h-15h/15h-16h) G1

 

TD/Soutien
2h

* DL19, q.1).a) à f) :
Système de 2 gaz séparés par deux pistons (CCP 2008)
Bilan énergétique et entropique

 
Ve 04/04 (8h-10h)  

Cours
1h10'

 

Suite et fin de T4.

V - Autres bilans d'entropie
1) Cas des gaz de Van der Waals
2) Détentes de Joule : cf. T4.App1
3) Transition de phase

VI - Fonctions caractéristiques
1) Expression de S(U,V) pour un GPM
1) Expression de S(U,V) pour un GVdW
3) S(U,V) est une fonction caractéristique


VII - Diagramme entropique (T, S)
1) Transformation réversible
2) Cycle réversible

















Fin T4
 


TD
45'
Correction :
* Ex-T3.6 :
cycle (isotherme/isobare/isochore) d'un gaz réel : bilan énergétique.
* Ex-T3.16 : Premier principe pour un système ouvert (généralisation et précision de la méthode exposée en  T4.App1) : exercice à résoudre à partir de cette expression du 1P pour la semaine prochaine.
  

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Le programme de colle de la semaine prochaine (S25 / Lu 06 avril 2009) est le même que celui de la semaine précédente, avec TOUS les compléments/applications que nous avons pu voir cette semaine (S24) en terme de bilan entropique (Gaz parfaits, Gaz de VdW, changement d'état, Détentes de Joule)




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Published by Qadri Jean-Philippe - dans Cahier de textes : Physique
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commentaires

laetitia 13/04/2008 15:22

Ba merci, ça me rassure. :-)Bon week-end.

laetitia 13/04/2008 15:04

En faite sur la feuille du programme de colle de cette semaine il est dit qu'il faut savoir appliquer le 1er et le 2nd principe pour un système ouvert dans le cas général où il y a variation de vitese d'écoulement et variation d'altitude.Il me semble que cela correspond à ce que l'on a fait jeudi après-midi en complément de cour sur la détente de JK.Et on a bien exprimé le 1èr principe mais pas le 2ème donc j'en conclue que dans ce cas général on a pas besoin de savoir exprimer le 2ème principe.Donc heu en faite tout ça pour savoir si il faut connaitre ce complément aussi?Merci.Laetitia.

Qadri Jean-Philippe 13/04/2008 15:20


Bien, je vois ton problème, et te rassure tout de suite en te disant qu'il n'y en a pas :
Vu que le second principe ne s'intéresse pas aux échange d'énergie sous forme de travail (= échange d'énergie macroscopique) mais seulement aux transferts thermiques (qui n'ont pas de rapport avec
les variations macroscopiques de vitesse ou d'altitude), savoir appliquer le second principe sur un système ouvert dans le cas général repose sur le même raisonnement que celui qu'on a utilisé pour
appliquer le second principe pour la détente de Joule-Kelvin

Delta S (ou dS selon la notation choisie) s'exprime comme la variation de n'importe quelle fonction d'état qui caractérise le système fermé dont on suit la transformation entre t et t+dt à travers
la machine ouverte (cf. T5.V.3))

au cours de cette transformation, le système reçoit A PRIORI (on est dans le cas général) le transfert thermique Q de la part d'une atmosphère supposée (lorsqu'on ne te dit rien) isotherme à la
température Text

donc : dS = Q/Text+pS=Pth.dt/Text+pS

avec dS qui se résume à S2-S1=variation d'entropie de la masse qui est sortie entre t et t+dt de la machine dans l'état 2 et qui est entrée entre t et t+dt dans la machine
dans l'état 1

Nous reprendrons tout cela avec le groupe 2 lundi en TD où nous terminerons la correction de EXT3.10.
Donc, pas de soucis ;-)



laetitia 13/04/2008 12:57

Heu en regardant mieux on a pas vraiment fait un bilan énergétique on a plutot réécrit le 1ère principe mais dans ce cas faut-il aussi savoir comment peut s'exprimer le 2nd principe.

Qadri Jean-Philippe 13/04/2008 14:41


Laetitia, plusieurs points dans tes deux "commentaires" méritent d'être "commentés" :

(1) Les questions de cours sont des questions... de cours ;-) Ce que je veux dire : Ce ne sont pas des exercices supplémentaires que vous avez à faire mais bien des points qui ont été
abordés en classe :-)

(2) Faire un bilan énergétique, c'est forcément appliquer le premier principe, puisque faire un bilan énergétique, c'est déterminer DeltaU, W et Q pour un système fermé au cours d'une
transformation : pour la détente de JK cela a été fait en T3.VII.2) : après avoir défini un système fermé adapaté au problème, on a dit que la détente étant adiabatique, Q =0, W correspond
au travail de transvasement qui a été calculé dans le cours, et l'application du premier principe conduit à Delta U = Wt, soit Delta H=0 qui nous permet de conclure que la détente de JK est non
seulement adiabatique mais aussi "isenthalpique".

(3) Quant au bilan entropique de la détente de JK, il a été fait en T4-V.3)... comme indiqué dans ce billet de la semaine S25 dans lequel tu as posté tes questions (c'était le
mercredi 02 avril, comme le temps passe ;-))
Rque : là encore, impossible de faire un bilan entropique complet (détermination de Delta S et des termes d'échange et de production d'entropie) sans appliquer le second principe.

J'espère que j'ai répondu à tes questions, sinon, n'hésite pas à préciser les points qui posent problèmes.



laetitia 13/04/2008 12:54

Bonjour. :-)J'aurai une question à propos des colles de cette semaine.Dans les quetions de cour dans le cas "général" de la détente de Joule-Kelvin, il faut aussi savoir faire le bilan entropique?Comme en TD on a fait que le bilan énergétique, je me demandais si il fallait que je me lance dans la recherche du bilan entropique ou pas?Merci.Laetitia.

élodie 12/04/2008 18:11

Bonjourj'aurai une petite question au sujet des exercices de thermo 3...j'aimerai savoir dans un énoncé ce qui nous dit qu'il y a équilibre mécanique entre le système et le milieu extérieur au cour de la transformation étudiée.merci d'avance.Elodie.

Qadri Jean-Philippe 12/04/2008 20:08



En résumé : Il faut que la transformation soit "Quasi-statique" (car dans le cours on a considéré qu'une TQS était une suite continue d'équlibres thermodyamiques internes avec P=Pext)

Tout revient à bien lire l'énoncé pour comprendre pourquoi la transformation est QS.

Par exemple :

* Si une transformation est représentable dans le diagramme de Clapeyron, il s'agit d'une suite continue d'équilibre thermodynamique : ainsi, si on te demande de représenter une transformation dans
le diagramme de Clapeyron, cela implique que la transformation est QS, donc P=Pext si cela est permis (piston libre de se déplacer, absence de cales)

* Pour une Transformation isotherme, isobare ou isentropique, c'est une évidence puisque cela fait partie de leur définition.

* Si on l'énoncé parle d'une transformation lente (par exemple : "on applique progressivement une force [forcément variable] sur le piston'), cela sous-entend que la transformation est telle qu'à
chaque instant la pression est définie dans le système et qu'on adapate Pext pour qu'à chaque instant Pext=P.

Contre exemple : transformation brutale : si on applique brutalement une force (par l'intermédiaire d'une masse ou de toute autre actione xtérieure) sur le piston, celui-ci va brutalement bouger,
et donc pendant la transformation la pression du gaz ne sera pas définissable en tout point du gaz, il s'agira d'une transformation NON QS, donc comme on ne peut pas définir P, il ne faut surtout
pas supposer l'équilibre mécanique au cours de la transformation.


* Enfin, même si cela n'est pas le sujet de ta question, ce qui suit la complète :

Dans l'état initial (juste avant le début de la transormation), puisqu'il s'agit d'un équilibre thermodynamique du système (interne mais aussi avec l'extérieur lorsque cela est permis), il est
évident que si l'équilibre mécanique entre le système et l'extérieur est permis (absence de cale ou de butée, piston ibre de se déplacer) il aura lieu.
Idem pour un état final qui est aussi un état d'équilibre thermodynamique.


Bonnes révisions et (malgré tout) bon dimanche !