Questions de cours et exercices : Statique des fluides
Forces volumiques et surfaciques
Calcul de la résultante des forces de pression : poussée d'Archimède, calcul par intégration
Équation fondamentale de la statique des fluides
Cas des fluides incompressibles, cas de l'atmosphère isotherme
Interprétation statistique, facteur de Boltzmann
Questions de cours
Démontrer l'existence et l'expression de la poussée d'Archimède. Quelles sont les hypothèses?
Démontrer l'équation fondamentale de la statique des fluides.
Exprimer l'équivalent volumique des forces de pression. En déduire la forme vectorielle de l'équation fondamentale de la statique des fluides.
Appliquer l'équation fondamentale de la statique des fluides à un liquide incompressible. En déduire un ordre de grandeur de la variation de pression sur une dizaine de mètres.
Appliquer l'équation fondamentale de la statique des fluides à l'atmosphère isotherme. En déduire un ordre de grandeur de la variation de pression sur une dizaine de mètres.
Exprimer la loi de Boltzmann. En discuter la signification pour l'atmosphère isotherme.
Questions de cours et exercices : toute la thermodynamique
Principes de la thermodynamique : énoncé et sens physique, convention de signe
Définition des capacités thermiques, de l'enthalpie
Conséquences du deuxième principe (système isolé, transformation réversible et adiabatique ou non, sens des transferts thermiques)
Modèle de thermostat
Définition des transformations isobare/monobare/isotherme/monotherme/isochore/adiabatique/réversible
Travail des forces de pression : définition, calcul, représentation dans le diagramme de Clapeyron
Expressions du transfert thermique pour les transformations isochore/monobare/réversible
Calculs de variations d'enthalpie/entropie sur les gaz parfaits, sur les phases condensées, sur les systèmes diphasés
Lois de Laplace
Description thermodynamique des machines thermiques
Application des principes sur les machines cycliques, inégalité de Clausius
Signe du travail et nature de la machine, lien avec le diagramme de Clapeyron
Rendement, efficacité
Machines dithermes usuelles, théorème de Carnot
Questions de cours
Expliquer sur un exemple d’expérience ce qu’est l’irréversibilité d’une transformation, sa cause et comment la supprimer.
Énoncer le deuxième principe de la thermodynamique sous la forme intégrée. Que peut-on en déduire pour un système isolé ? Pour une transformation réversible et adiabatique ?
Énoncer le deuxième principe de la thermodynamique sous la forme infinitésimale. Montrer qu’il définit le sens des transferts thermiques en fonction des objets chauds et froids.
Exprimer le transfert thermique sur les transformation isochore, monobare, réversible. Démontrer ces relations.
Démontrer l’expression de la variation d’entropie sur une transformation quelconque d’un gaz parfait.
Démontrer les lois de Laplace, en précisant les hypothèses sous lesquelles elles s’appliquent.
Définir l’entropie de vaporisation. Déterminer la variation d’entropie d’une masse m en équilibre liquide-vapeur pour aller d’un point A (TA,xv(A)) à un point B (TB,xv(B)), à l’aide de ∆hvap(TA), ∆hvap(TB), et cliq.
Étude d'un moteur ditherme/réfrigérateur/pompe à chaleur (au choix du colleur): expliquer le principe, définir les signes des transferts d'énergie, définir le rendement/l'efficacité, déterminer le rendement/l'efficacité maximal.
Énoncer le théorème de Carnot. Le démontrer pour un des types de machines.
Remarque pour les colleurs : DS de thermodynamique ce samedi. Le cours a été fini jeudi dernier, tous les exercices sur les machines thermiques n'ont pas été traités, certains le seront mercredi.
Questions de cours et exercices : Premier principe de la thermodynamique
Premier principe de la thermodynamique : énoncé et sens physique, convention de signe
Modèle de thermostat
Définition des transformations isobare/monobare/isotherme/monotherme/isochore/réversible
Définition du travail des forces de pression et calcul sur les transformations classiques (isochore, monobare, isobare ; isotherme uniquement si GP)
Représentation du travail dans le diagramme de Clapeyron
Expression du transfert thermique pour les transformations isochore/monobare
Questions de cours seulement : Deuxième principe
Irréversibilité, causes
Deuxième principe : énoncé et conséquences (système isolé, transformation réversible et adiabatique ou non, sens des transferts thermiques)
Calculs entropiques sur les gaz parfaits, sur les phases condensées, sur les systèmes diphasés
Lois de Laplace
Calcul d'entropie créée et commentaire
Questions de cours
Énoncer le premier principe de la thermodynamique. Faire un schéma correspondant. Quel est le sens physique du signe des transferts? Donner un exemple.
Définir le travail des forces de pression. Le représenter sur le diagramme de Clapeyron. Le calculer sur une transformation isobare.
Définir le travail des forces de pression. Le calculer sur une transformation isotherme d'un gaz parfait.
Exprimer le transfert thermique sur les transformations isochore, monobare. Démontrer ces relations.
Définir les deux capacités thermiques. Déterminer la relation de Mayer.
À partir de la relation de Mayer, exprimer les capacités thermiques pour un gaz parfait. En déduire la valeur de γ pour les GPM et les GPD.
Définir l’enthalpie de vaporisation. Quelle est la variation d’enthalpie permettant d’aller de x% vapeur à 100% vapeur (à T = cte) ?
Déterminer la variation d’enthalpie d’une masse m en équilibre liquide-vapeur pour aller d’un point A (TA,xv(A)) à un point B (TB,xv(B)), à l’aide de ∆hvap(TA), ∆hvap(TB), et cliq.
Expliquer sur un exemple d’expérience ce qu’est l’irréversibilité d’une transformation, sa cause et comment la supprimer.
Énoncer le deuxième principe de la thermodynamique sous la forme intégrée. Que peut-on en déduire pour un système isolé ? Pour une transformation réversible et adiabatique ?
Énoncer le deuxième principe de la thermodynamique sous la forme infinitésimale. Montrer qu’il définit le sens des transferts thermiques en fonction des objets chauds et froids.
Exprimer le transfert thermique sur les transformation isochore, monobare, réversible. Démontrer ces relations.
Démontrer l’expression de la variation d’entropie sur une transformation quelconque d’un gaz parfait.
Démontrer les lois de Laplace, en précisant les hypothèses sous lesquelles elles s’appliquent.
Définir l’entropie de vaporisation. Déterminer la variation d’entropie d’une masse m en équilibre liquide-vapeur pour aller d’un point A (TA,xv(A)) à un point B (TB,xv(B)), à l’aide de ∆hvap(TA), ∆hvap(TB), et cliq.
Publication le 01/05 à 13h27 (publication initiale le 05/04 à 15h05)
Lundi 28 et Mardi 29 avril : pas de modification
Mercredi 30 :
8h-10h : SI pour les PSI
10h30-12h30 : Informatique, classe entière, en H1
13h30-15h30 : TP de Chimie pour les groupes PC impairs, TP d'Informatique en 21 pour les groupes pairs
15h40-17h40 : TP de Chimie pour les groupes PC pairs
Jeudi 1er mai férié !
Vendredi 2 mai :
8h-10h : Mathématiques
10h-12h : Chimie pour les PSI, TP de Physique en P3 pour les groupes 2, 6, 11, 12, 13, 14, 16
13h30-15h30 : TP de Physique en P3 pour les groupes 1, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10
13h-15h : Espagnol
Les colles d'Anglais des groupes 4 et 12 avec M. Davis sont échangées : groupe 12 mercredi à 9h30 et groupe 4 vendredi à 10h.
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