7 sept 2017 · 1 Bilan énergétique pour un système fermé Equilibre d'un système Nature et caractéristiques des transformations Application aux gaz parfaits
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[PDF] Étude des systèmes fermés - cpgedupuydelomefr
7 sept 2017 · 1 Bilan énergétique pour un système fermé Equilibre d'un système Nature et caractéristiques des transformations Application aux gaz parfaits
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Système fermé : système que n'échange pas de matière avec le bilans d' énergie dans le premier principe Il s'agit de la Bilan d'énergie d'un système ouvert
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Ce système est fermé On applique le premier principe à ce système : U2 − U1 = W + Q L'enceinte est adiabatique et on peut
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fermé (§IV) au cours d'une transformation thermodynamique, c'est-`a-dire entre en effectuant un bilan énergétique (variation d'énergie interne ∆U et un système thermodynamique, il s'agit de la fonction d'état appelée enthalpie H (§V)
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On illustre la différence entre systèmes ouverts et fermés en faisant un bilan de masse Théorème de l'énergie cinétique: En référentiel galiléen, la variation
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masse Pour ces systèmes dits « ouverts » le bilan énergétique doit être élargi à la matière entrante et sortante A Bilan d'énergie dans un système ouvert,
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18 avr 2004 · Soit un système (S') constitué d'air enfermé dans un récipient (voir schéma 3 2), dont la partie supérieure est fermée par un piston de section S et
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Lorsqu'un système fermé échange de l'énergie avec le milieu extérieur, la variation de Epext soit négligeable ou constante, le bilan d'énergie, donné dans le
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21 sept 2020 · Systèmes fermés Thermodynamique Diapositive 36 / 74 4 1 ) Bilan d'énergie : premier principe (principe pressenti par Mayer en 1842)
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Dans le cadre du programme ”on se ramènera à un système fermé” 2 Bilans L' énergie potentielle de pesanteur d'une particule fluide de masse dm = ρdτ,
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Étude des systèmes fermés
PC Lycée Dupuy de Lôme
E. Ouvrard (PC Lycée Dupuy de Lôme)Thermodynamique1 / 151Bilan énergétique pour un système fermé
Equilibre d"un système
Nature et caractéristiques des transformations
Application aux gaz parfaits
Cas des systèmes incompressible
2Bilan entropique pour un système fermé
3Changement d"état d"un corps pur
Diagramme des phases
Titre massique en vapeur
Bilan énergétique pour un changement d"état isotherme4Machines dithermes
Bilans
Efficacité
E. Ouvrard (PC Lycée Dupuy de Lôme)Thermodynamique2 / 15 Bilan énergétique pour un système ferméEquilibre d"un systèmeOn parlera d"équilibre
⎩Thermique lorsqueTΣ=TSourceMécanique lorsquepΣ=pext
Thermodynamique Si les deux équilibres sont réalisés Une transformation s"effectuant sans équilibre mécanique àchaque instant est ditebrutaleetirréversible. Une transformation s"effectuant à l"équilibre mécanique à chaque instant est ditequasistatique. Une transformation s"effectuant à l"équilibre thermique etmécaniqueà chaque instant est diteréversible
E. Ouvrard (PC Lycée Dupuy de Lôme)Thermodynamique3 / 15 Bilan énergétique pour un système ferméEquilibre d"un systèmeTout transfert est défini par rapport au système⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩positivement si le système reçoit de l"énergienégativement si le système fournit de l"énergie à l"ext.
Le système "reçoit" de l"énergie sous forme ⎩de transfert thermiqueQ(Transferts lents) de travail des forces de pressionW(Transferts rapides) AutreWu(Résistance électrique, hélice ...)Travail des forces de pression
Pour un déplacementdVd"une surface soumise à??→Rext ⎩δW=-pext.dV W S E. Ouvrard (PC Lycée Dupuy de Lôme)Thermodynamique4 / 15 Bilan énergétique pour un système ferméEquilibre d"un systèmeFonctionsUetH
L"énergie interneUet l"enthalpieHsont des fonctions d"état extensives ⎩U=Ec(micro)+Ep(micro)Capacité thermique àV=Cte:Cv
= ?∂U∂T? V=Cte ⎩H=U+pVCapacité thermique àp=Cte:Cp
= ?∂H∂T? p=Cte Bilan énergétiqueIl s"agit de relier la variation d"énergie ( sous toutes ses formes) d"un système aux transferts avec l"extérieur E. Ouvrard (PC Lycée Dupuy de Lôme)Thermodynamique5 / 15 Bilan énergétique pour un système ferméEquilibre d"un systèmePremier principe desΣfermés
Pour un système ferméd?U+Ec(macro)+Ep(macro)?=δW+δQ+δWu. Cependant dans le cas le plus courant où le système peut être considéré comme macroscopiquement au repos, on retiendra qu"alors ?dU=δW+δQ+δWuΔUAB=UB-UA=WAB+QAB+WuAB
Dans la suite de cette fiche, on considèreδWu=0 E. Ouvrard (PC Lycée Dupuy de Lôme)Thermodynamique6 / 15 Bilan énergétique pour un système ferméNature et caractéristiques des transformationsCaractéristiqueNomWQ
T=CteIsotherme-∫p.dVΔU-W
T=CteMonotherme-∫pext.dVΔU-W
V=CteIsochore0ΔU=Cv.ΔT
pext=CteMonobare-pext.ΔVCp.ΔTQ=0AdiabatiqueΔU0
E. Ouvrard (PC Lycée Dupuy de Lôme)Thermodynamique7 / 15 Bilan énergétique pour un système ferméApplication aux gaz parfaits Lorsque le gaz constituant le système peut être assimilé à ungaz parfait, ?p.V=n.R.T ?dU=Cv.dTetdH=Cp.dTCoefficient isentropique
Un gaz parfait est caractérisé par un coefficient ?γ=cpcvLoi de Laplace
Pour une transformation quasistatique et adiabatique d"ungaz parfait, tout au long de la transformation ?P.Vγ=Cte E. Ouvrard (PC Lycée Dupuy de Lôme)Thermodynamique8 / 15 Bilan énergétique pour un système ferméCas des systèmes incompressible Il s"agira de liquides ou solides pour lesquelsχ≡0 Relations particulières aux systèmes incompressibles Un système incompressible est caractérisé par sa capacité thermiqueC( enJ.K-1)ou sa capacité thermique massiquec=C m( enJ.K-1.kg-1).Quelque soit la transformation
?dU=dH=C.dT=m.c.dTMasse en eau d"un calorimètre
Les parois du calorimètre ont une capacité thermiqueCcal. On peut les modéliser par une masse en eauμtelle que ?Ccal=μ.cm,eau c m,eau: capacité thermique massique de l"eau liquide. E. Ouvrard (PC Lycée Dupuy de Lôme)Thermodynamique9 / 15Bilan entropique pour un système fermé
Source de température
Une source de température est un système n"échangeant de l"énergie que sous forme thermique. Une source sera dite idéale si sa températureTS peut être considérée comme constante.Fonction entropie et Second principe
L"entropieSest une fonction d"état extensive. Pour un système fermé Recevant une énergie thermiqueδQid"une sourceide températureTsi, dS⩾? iδQ i TsidS=δSe+δScavec⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩Entropie échangée :δSe=∑iδQ
i Tsi