Exercice 1 : Equilibre liquide-vapeur
Données et hypothèses d'étude : • Constante des gaz parfaits: R=8314 J.K-1mol-1. • Pression de vapeur saturante de l'eau à
SERIE DEXERCICES N° 27 : THERMODYNAMIQUE : CORPS PUR
Exercice 1 : détente d'une vapeur d'eau dans une machine à vapeur. en trait fin continu dans le domaine d'équilibre liquide-vapeur
TD Chapitre 3 : Equilibre liquide-vapeur dun mélange binaire P(y2)
TD Chapitre 3 : Equilibre liquide-vapeur d'un mélange binaire. Exercice n°1 : (extrait devoir 16/17). Les mélanges binaires diazote-dioxygène sont des
Exercices de Thermodynamique
Un demi-cylindre de rayon R flotte à la surface d'un liquide de masse volumique ?. 1) À l'équilibre il est enfoncé de R. 2 dans le liquide. Quelle est sa.
TD T5A Etude des équilibres liquide-vapeur des mélanges binaires
Construire un diagramme isobare d'équilibre liquide/vapeur d'un mélange binaire à EXERCICE 1 (**) : CONSTRUCTION D'UN DIAGRAMME BINAIRE ISOBARE A PARTIR ...
Tous les exercices de Chimie MP-PSI-PT
Exercice 1.1. Étude d'un équilibre liquide vapeur (d'après Agrégation 2006). On considère un mélange liquide vapeur constitué pour la phase liquide de cyclo
EXERCICES INCONTOURNABLES
liquide ml et la masse d'eau vapeur mv en équilibre
Cours thermodynamique des solutions
Chapitre 2 : Les équilibres entre phases. 7. Equilibre liquide-vapeur. 9. Equilibre liquide-liquide. 11. Diagramme d'équilibre binaire.
exercices incontournables
11 avr. 2017 La variation d'entropie massique au cours d'un déplacement sur le palier d'équilibre liquide-vapeur à la température T0 est :.
exercices incontournables
T1 à T2 est : s2 ? s1 = cl ln. T2. T1 . La variation d'entropie massique au cours d'un déplacement sur le palier d'équilibre liquide-vapeur à la température T0
ETUDE DE L'EQUILIBRE LIQUIDE VAPEUR I - PRINCIPE
serie d’exercices n° 27 : thermodynamique : corps pur diphase en equilibre Exercice 1 : détente d’une vapeur d’eau dans une machine à vapeur Dans un cycle de machine à vapeur la phase motrice est une détente de la vapeur d’eau dans un cylindre fermé par un piston mobile
ETUDE DE L'EQUILIBRE LIQUIDE VAPEUR I - PRINCIPE
Le liquide est contenu dans le ballon B Un thermomètre plongeant dans la vapeur indique la température de cette dernière Le réfrigérant C condense la vapeur du liquide qui revient dans le ballon On fait un vide partiel au-dessus du liquide à l'aide d'une trompe à eau
Qu'est-ce que l'équilibre de la vapeur ?
- A l'ébullition la pression de vapeur saturante est égale à la pression au-dessus du liquide. - Sous pression constante la température d'ébullition d'un liquide pur est constante.
Quelle est la différence entre la vapeur et le liquide ?
La vapeur est enrichie en compos?? le plus volatile. La vapeur est conden- s??e dans le r??frig??rant. Le probl??me est que la s??paration n??st pas totale! En effet, si on conti- nue ?? se d??placer sur la gauche sur la courbe d???bullition, on va perdre du compos?? dans le liquide, la vapeur est de moins en moins riche en compos??! ####### L V
Quelle est la pression de la vapeur ?
-La pression régnant au-dessus du liquide, donc la pression de vapeur saturante, est donnée par la différence h entre les hauteurs du mercure dans le tube manométrique relié au ballon. - Afin de pouvoir obtenir différentes pressions, un robinet R permet de faire entrer, à débit constant, de l'air.
Quelle est la composition en masse et volume de l’État d’équilibre final ?
Quelle sera la composition en masse et volume de l’état d’équilibre final dans les deux cas suivants : On assimilera la vapeur à un gaz parfait. On prendra : pression de vapeur saturante de l’éther à 18 °C ; masse volumique de l’éther liquide ; masse molaire de l’éther 74 g.
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Physique
exercices incontournablesTP16-0586-Book2 11/04/2017 21:43 Page ii
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PCPC*JEAN-NOËLBEURY
Physique
exercices incontournables 3 eÉDITION
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Avec la collaboration scientifique deSÉBASTIENFAYOLLE Conception et crÈation de couverture : Atelier3+© Dunod, 2012, 2014, 2017
11 rue Paul Bert, 92240 Malakoff
www.dunod.comISBN 978-2-10-076266-8
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Table des matières
Partie 1
Thermodynamique
1. Systèmes ouverts en régime stationnaire 3
2. Diffusion thermique 19
3. Diffusion de particules 41
4. Rayonnement d'équilibre thermique 46
Partie 2
Mécanique
5. Référentiels non galiléens 53
Partie 3
Mécanique des fluides
6. Cinématique et viscosité 71
7. Équation d'Euler et théorèmes de Bernoulli 87
8. Bilans dynamiques et thermodynamiques 100
Partie 4
Électromagnétisme
9. Électrostatique 129
10. Magnétostatique 156
11. Courant électrique dans un conducteur ohmique 167
12. Équations de Maxwell-Induction 175
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.TP16-0586-Book2 11/04/2017 21:43 Page vi
Table des matières
Partie 5
Ondes13. Ondes dans un milieu non dispersif 189
14. Ondes électromagnétiques dans le vide 200
15. Dispersion-absorption 218
16. Ondes acoustiques 239
17. Ondes électromagnétiques dans des milieux d'indices
différents 25418. Physique du laser 274
Partie 6
Optique
19. Interférences 289
20. Diffraction 316
Partie 7
Mécanique quantique
21. Approche ondulatoire de la mécanique quantique 337
Index 369
Les énoncés dans lesquels apparaît un astérisqueannoncent des exercices plus difficiles.TP16-0586-Book2 11/04/2017 21:2 Page 1
Partie 1
Thermodynamique
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1. Systèmes ouverts en régime stationnaire 3
1.1 : Machine frigorifique 3
1.2:CycledeRankine 7
1.3 : Turboréacteur 9
1.4:Cyclederéfrigération 13
2. Diffusion thermique 19
2.1 : Ailette de refroidissement 19
2.2 : Simple et double vitrage 24
2.3 : Fil parcouru par un courant 27
2.4 : Résistance thermique entre deux sphères 29
2.5 : Résistance thermique entre deux cylindres
coaxiaux 332.6 : Chauffage d'une pièce 36
2.7 : Effet de cave 38
3. Diffusion de particules 41
3.1 : Profil de concentration en régime permanent 41
3.2 : Diffusion dans un cylindre 43
4. Rayonnement d"équilibre thermique 46
4.1 : Cube dans un four 46
4.2 : Feuille d'aluminium entre deux parois planes 48
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1Systèmes ouverts enrégime stationnaire
Exercice 1.1 : Machine frigorifique
On étudie le cycle de l"eau d"une machine frigorifique. La capacité thermique massique de l"eau liquide estc. La température critique de l"eau estT cr =647 K.L"eau dans l"étatDest à la températureT
1 =288 K sur la courbe de rosée. L"eau subit les transformations réversibles suivantes : DA: condensation isotherme à la températureT 1 . L"eau dans l"étatAest sur la courbe d"ébullition. AB: détente adiabatique réversible. L"eau dans l"étatBest à la température T 0 =268 K. Le titre massique en vapeur au pointBest notéx B BC: vaporisation isotherme. Le titre massique en vapeur au pointCest noté x CCD: compression adiabatique réversible.
Les enthalpies massiques de vaporisation pour les températuresT 0 etT 1 sont notées respectivementl 0 etl 1 La variation d"entropie massique pour un liquide dont la température évolue de T 1 àT 2 est :s 2 -s 1 =c l lnT 2 T 1 . La variation d"entropie massique au cours d"un déplacement sur le palier d"équilibre liquide-vapeur à la températureT 0 est : ?s=?h T 01.Représenter le cycle dans le diagramme de Clapeyron. Déterminer les titres
massiques en vapeurx B etx C en fonction dec,T 0 ,T 1 ,l 0 etl 12.Déterminer les transferts thermiques massiques reçus par l"eau au cours des
transformationsBCetDA. Déterminer le travail massique reçu par l"eau au cours du cycle.3.La machine frigorifique consomme du travail et prélève un transfert ther-
mique à la source froide (températureT 0 ). Calculer l"efficacité de la machine frigorifique. © Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit. 3TP16-0586-Book2 11/04/2017 21:2 Page 4
Partie 1
Thermodynamique
Analyse du problème
Il faut être très attentif lors de la lecture de l"énoncé : bien identifier les paliers de
pression et regarder si l"énoncé donne des tables thermodynamiques complètes ou incomplètes. On retrouve l"efficacité de Carnot puisqu"on a une machine cyclique ditherme constituée de 2 isothermes et 2 adiabatiques réversibles. Cours :On représente souvent le diagramme de Clapeyron représentant la pressionpen fonction du volume massiquevdu corps pur. p isotherme T 0 isotherme Tisotherme critique LMV A 0 courbecourbe de rosée d 'ébullition point critique1. Étude thermodynamique avec des tables complètes ou des diagrammes thermody-
namiques On connaît les enthalpies, entropies massiques du liquide saturant et de la vapeur saturantepour différentes températures. On utilisera très souvent le théorème des moments avec l"en-
tropie massique, l"enthalpie massique ou le volume massique. Si, dans une transformation, l"entropie joue un rôle important (exemple adiabatique réversible, donc isentropique), on utilisera le théorème des moments avecs: x V =s-s L s V -s L =LM LV On utilisera également une relation qui est dérivée du théorème des moments :s=x V s V 1-x V )s LDe même, on peut écrire :x
V =h-h L h V -h L =LM LVetx V =v-v L v V -v L =LM LV.2. Étude thermodynamique avec des tables incomplètes
Si l"énoncé donne des tables thermodynamiques incomplètes, on utilisera des modèles ap- prochés. Souvent, on donnecla capacité thermique massique du liquide. On prendra alors le modèle du liquide incompressible. On appellella chaleur latente massique de vaporisation (notée parfois dans les exercicesl v ouL) à la températureT. 4TP16-0586-Book2 11/04/2017 21:2 Page 5
Chapitre 1
Systèmes ouverts en régime stationnaire
Variation d'enthalpie massique entre A
0 et L : Pour un liquide incompressible, on a : dh=cdT. On en déduit que : ?h A 0 →L =c(T-T 0Variation d'enthalpie massique entre M
1 et M 2 sur le palier : p isotherme TL M 1 V M 2 courbecourbe de roséed 'ébullition v On se déplace sur le palier d"équilibre liquide-vapeur du pointM 1 au pointM 2En un pointMdu palier, on a :h
M =x V h V +(1-x V )h LAu pointM
1 ,ona:h 1 =x V1 h V +(1-x V1 )h LAu pointM
2 ,ona:h 2 =x V2 h V +(1-x V2 )h LOn a donc :h
2 -h 1 =x V2 (h V -h L )-x V1 (h V -h L La chaleur latente massique de vaporisation est définie parl V =h V -h L . On a donc : h 2 -h 1 =(x V2 -x V1 )l Vquotesdbs_dbs31.pdfusesText_37[PDF] farine soluble ou insoluble
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