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Sun, 14 Jul 2024 03:49:09 +0000
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En particulier, elles ne modifient pas la norme de la vitesse; elles peuvent cependant en modifier la direction. Travail des forces conservatives [ modifier | modifier le code] Les forces conservatives sont, par définition, des forces dont le travail ne dépend pas du chemin suivi mais uniquement des positions de départ et d'arrivée. Dans le cas de telles forces, il existe alors une énergie potentielle associée, dont la variation est l'opposée du travail. Thermodynamique: Travail des forces de pression - YouTube. Le poids est un exemple de force conservative, dont le travail est l'opposé de la variation de l'énergie potentielle de pesanteur. Les contre-exemples les plus courants sont les frottements, dont le travail dépend toujours du chemin suivi. Considérons un corps de masse m se déplaçant de A vers B et un repère, l'axe étant supposé vertical et dirigé dans le sens opposé de la gravité:. Dans ce cas, le travail du poids vaut:. Si on considère que le poids est constant le long du trajet entre A et B alors on a:. Si l'on note les coordonnées du point A et celles de B, alors les coordonnées des vecteurs et sont les suivantes: et, par définition du produit scalaire, le travail du poids se simplifie de la façon suivante: Le travail du poids d'un corps est donc indépendant du chemin suivi lors de son déplacement, il ne dépend que de la variation d'altitude du centre de gravité de ce corps.

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On note Q le transfert thermique reçu par un système (grandeur algébrique, > ou < 0). Q s'exprime en Joule (J) dans le SI. Travail des forces de pression en. Historiquement, on utilise la calorie: 1 cal = 4, 18 J: « La calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d'un gramme d'eau de 1°C (de 1 K) à pression constante de 1 bar et à partir de 14, 5°C. » Quelques ordres de grandeurs: On chauffe 1 kg d'eau de 20°C à 100°C sous 1 bar: Q = 80 kcal = 334, 4 kJ On transforme 1 kg d'eau liquide en vapeur à 100°C sous 1 bar: Q = 2 255 kJ (Q est ici appelée chaleur latente de vaporisation de l'eau). Exemple: Transformation adiabatique Lors d'une transformation adiabatique, le système ne reçoit pas de transfert thermique (Q = 0). Le 1 er principe donne alors: \(\Delta U=W\) Pour un gaz parfait monoatomique, par exemple: \(\frac{3}{2}nR({T_2} - {T_1}) = W\) Par conséquent, si W > 0 (compression de l'air dans une pompe à vélo), alors \(T_2>T_1\): le gaz s'échauffe alors qu'il n'a pas reçu de chaleur! Il est ainsi important de ne pas nécessairement associer quantité de chaleur et modification de température!

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Exemple: Transformation à pression extérieure constante On définit la fonction d'état enthalpie: Le transfert thermique est alors donné par: Exemple: Transformation adiabatique réversible d'un GP, loi de Laplace Hypothèse: pas de transfert de chaleur et réversibilité de la transformation. Les lois de Laplace sont vérifiées: Ou, ce qui est équivalent: Remarquer que le travail reçu par le gaz lors de la transformation est directement donné par: Soit:

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Thermostat (ou source de chaleur): corps de très grande taille, dont la température reste constante (égale ici à T0) même lorsque le corps reçoit de la chaleur. Ici, le gaz parfait subit une transformation réversible à température constante; on parlera de transformation isotherme.

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Le travail dépend du chemin suivi pour aller d'un même état initial à un même état final, comme le montre la figure suivante: Les aires délimitées par chacune des trois courbes sont à chaque fois différentes: par conséquent, le travail reçu par un système dépend du chemin suivi et ne dépend pas uniquement de l'état initial et de l'état final. Le travail n'est pas une fonction d'état. Ne pas écrire: \(dW\) (mais \(\delta W\)) Ne pas écrire: \(\Delta W=W_f-W_i\) mais \(W\). Cas d'un cycle réversible: L'aire totale délimitée par le cycle donne l'opposé du travail total reçu par le système qui effectue le cycle. Travail des forces de pression et transferts thermiques [Un MOOC pour la physique : thermodynamique]. Ici, W < 0: le cycle est moteur. Exemple: Quelques transformations particulières Transformation à volume constant: \(W=0\) Transformation à pression extérieure constante \(P_e\): \(\delta {W_{ext}} = - {P_{ext}}dV = - {P_{atm}}dV\;\;\;\;;\;\;\;\;{W_{ext}} = - {P_{atm}}({V_2} - {V_1})\) Transformation réversible isotherme d'un gaz parfait: Parois diathermes (ou diathermanes): parois qui laissent passer la chaleur (contrairement aux parois adiabatiques ou athermanes).

Capacités thermiques massiques de l'air Les capacités thermiques massiques permettent d'évaluer la quantité d'énergie (non directement mesurable) reçue ou cédée par une masse de gaz lorsqu'elle est soumise à une variation de pression, de température, ou de volume (directement mesurables). L'expression précédente permet d'exprimer les capacités thermiques massiques c V et c P de l'air en fonction de la constante des gaz parfaits R et de sa masse molaire M a. On obtient ainsi le rapport des chaleurs massiques pour un gaz diatomique: Crédits [1][2] Sylvain Coquillat

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