Le document présente des exercices de thermodynamique et de transfert de chaleur portant sur des gaz parfaits à travers diverses transformations (détente isotherme, évolution isobare, compression adiabatique). Il demande de calculer des paramètres thermodynamiques tels que volumes, pressions, températures, entropies et travaux pour différentes situations avec des gaz comme l'air et le CO2. Le dernier exercice traite d'une détente polytropique d'un gaz parfait et requiert des calculs d'énergie interne et de travail fourni.

1. Groupe: IEX 05 le 07 février 2008
EMD 1 : Thermodynamique et Transfert de Chaleur
Exercice 1 (7 Pts)
Une mole de gaz parfait (γ = 1.4) subit les transformations réversibles suivantes :
-Détente isotherme de PA = 2 bar et TA = 300 K jusqu'à PB = 1 bar.
-Evolution isobare jusqu'à VC = 20.5 L.
-Compression adiabatique jusqu'en A.
1- Calculer le volume en A et B, la pression et la température au point C.
2- Déterminer ∆SAB l'entropie créée entre A et B pour le gaz.
3- Calculer le travail WBC , la chaleur QBC, et la variation d'entropie ∆SBC du gaz.
4- Calculer variation d'entropie totale du gaz au cours du cycle.
5- Si les transformations sont irréversibles est ce qu'on obtient le même dernier résultat?
Pourquoi?
Exercice 2 (7 Pts)
1 kg d'air, initialement à 5 bar, 350 K, et 3 kg de CO2, initialement à 2 bar, 450 K, sont enfermés
séparément dans un cylindre partitionné, rigide et isolé. La partition est libre de se déplacer et
permet l'échange de chaleur d'un gaz à l'autre. L'air et le CO2 se comportent en tant que gaz
parfaits.
1- Calculer le volume initial de chaque gaz.
2- Déterminer la température finale d'équilibre.
3- Déterminer la pression finale.
4- Calculer la variation d'entropie de chaque gaz ainsi que la variation d'entropie totale.
rair=287 J/Kg.K; rCO2=189 J/Kg.K; γair=7/5; γCO2=4/3. ∆S=mcpln(Tf/Ti)−m.rln(Pf/Pi)
Exercice 3 (6Pts)
Considérons un gaz parfait (r=252 J/Kg.K) dont la masse moléculaire est 33g, initialement sa
pression est 3 bar, sa température est 300 K, et son volume égal 0.1 m3. Le gaz subit une
détente polytropique (k=1.2) en recevant 3.84 kJ de chaleur. Déterminer:
1- La température finale, et la pression finale.
2- En déduire le volume final.
3- La variation de l'énergie interne.
4-Le travail fourni.
cv = (600+0.25∙T) J/kg K
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