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Exercice de Thermodynamique

Chauffage d’un gaz

    23 février 2017 à 14:22:33

    Bonjour à tous,

     Je suis sur un exercice de  Thermodynamique. 

    Je n'arrive pas à le résoudre... Pourriez-vous m'aider ?

    Visiblement la masse molaire du N2 est supposée connue = 28 g/mol

    Je n'ai absolument aucune idée de comment aborder cet exercice. La réponse serait 330 degré K, mais je ne trouve pas comment y arriver.

    Merci d'avance pour votre aide

    -
    Edité par DenisMouge 23 février 2017 à 14:25:29

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      23 février 2017 à 16:42:19

      DenisMouge a écrit:

      Je n'ai absolument aucune idée de comment aborder cet exercice. La réponse serait 330 degré K, mais je ne trouve pas comment y arriver.

      Dire n'avoir aucune idée sur cet exercice facile laisse dubitatif sur l'envie de faire un effort minimal ...ou alors sur la connaissance du cours  . (  inscription spécifique à OC pour chercher une réponse ...)

      La réponse est bien 330 °K :) 

      indications quand même:

      tous les éléments de l'énoncé permettent :

      1- de calculer la masse d'azote dans le cylindre à partir des conditions initiales,

      2- de calculer la quantité de chaleur fournie au système (...je suppose que tu connais en électricité la loi de Joule !)

       Pour pouvoir conclure,  quelle relation y a-t-il entre la quantité de chaleur reçue et l'accroissement de température pour une transformation isobare ? ( ...l'énoncé ne fournit pas \(c_P\) pour rien  )

      remarque: ce n'est pas dit explicitement dans l'énoncé, mais on doit supposer que on traite l'azote comme un gaz parfait. 

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      tout ce qui est simple est faux, tout ce qui est compliqué est inutilisable
        23 février 2017 à 17:07:12

        Bonjour Sennacherib,

        Tout d'abord merci pour votre réponse.

        Je dois vous avouez que mes cours de thermodynamique remonte à il y a bien longtemps et les cours sur Internet ne sont pas toujours clair cependant , j'ai la volonté de vouloir comprendre cet exercice qui mêle différentes matière que je ne maîtrise pas forcément... En effet je passe un diplôme en cours du soir 

        Je pensai utilisé PV=n.R.T pour avancer sur l'exercice, Mais ça me semble difficile à appliquer 

        Merci pour la piste de la loi joule , je ne la connaissais pas désolé ... :(

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          23 février 2017 à 17:38:36

          j'ai précisé gaz parfait justement pour pouvoir utiliser \(PV=nRT\) et calculer la masse de gaz dont on va avoir besoin.

          Vous connaissez les conditions initiales \(P_1,V_1,T_1\) donc on peut calculer n nombres de moles , donc la masse d'azote dans le cylindre connaissant la masse molaire 28 g/l.

           L'énergie  électrique vaut \(P=UIt\) entièrement transférée au système en chaleur par effet joule . Il faut penser à soustraire les 2800 J cédés pour avoir la chaleur \(\Delta Q\) finalement reçue par le gaz.

          Là intervient la relation entre la chaleur reçue et la température pour une transformation isobare.

          \( \Delta Q =m c_P \Delta T\)  (*)

          On a donc tous les éléments pour calculer \(\Delta T\).

            (*) rappel : je ne connais pas ce que vous savez en thermo, mais l'origine de cette relation vient de ce que dans une  transformation isobare, la chaleur échangée est égale à la variation d'enthalpie , \(c_P\) étant la dérivée de l'enthalpie par rapport à la température à pression constante.

          -
          Edité par Sennacherib 23 février 2017 à 18:00:37

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          tout ce qui est simple est faux, tout ce qui est compliqué est inutilisable
            24 février 2017 à 10:04:02

            Bonjour Sennacherib,

            Merci beaucoup. J'arrive effectivement au bon résultats en suivant cette démarche.

            Cependant, j'ai une dernière question : Dans mon calcul pour aboutir au résultat j'ai conservé Cp en KJ/Kg/Kelvin, pourquoi gardons nous le cp en kilo (10^3) ?-

            Merci d'avance

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              24 février 2017 à 11:59:04

              Surement parce que tu n'as pas convertis la masse molaire en kg/mol

              -
              Edité par moc_oo 24 février 2017 à 12:01:20

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                24 février 2017 à 12:29:41

                DenisMouge a écrit:

                Cependant, j'ai une dernière question : Dans mon calcul pour aboutir au résultat j'ai conservé Cp en KJ/Kg/Kelvin, pourquoi gardons nous le cp en kilo (10^3) ?-

                en fait, on peut très bien garder \(C_P\) en KJ/Kg/°K à condition que les unités des autres grandeurs intervenant dans la formule soit cohérentes donc que la masse du gaz  \(m\) soit exprimée en Kg et que la quantité de chaleur \(\Delta Q\) soit exprimée en KJ .



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                tout ce qui est simple est faux, tout ce qui est compliqué est inutilisable
                  2 avril 2019 à 8:00:53

                  Je ne suis pas d'accord avec votre raisonnement, la chaleur perdue et le travail électrique n’entraînent pas simplement un accroissement de la chaleur du gaz mais une partie sert à la dilatation à p = const. Par conséquent, ce n'est pas la deuxième loi de Joule qui est pertinente, mais la première pour pouvoir appliquer le premier principe de la thermodynamique.
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