Problème 2

Une mole de gaz parfait monoatomique est initialement à l'état

A

, avec

T_A=300

K et

V_A=0.010

^3

. Elle suit un cycle en trois étapes : (1) chauffage isochore de

A

B

, où

T_B=600

K ; (2) détente isotherme de

B

C

jusqu'au doublement du volume ; (3) compression isobare de

C

vers

A

. Prendre

R=8.31

J mol

^{-1}

^{-1}

C_V=3R/2

, et compter positivement le travail fourni par le gaz. (a) Déterminer les pressions en

A,B,C

. (b) Calculer travail et chaleur pour chaque étape. (c) Vérifier le premier principe sur le cycle complet.

problems.proof.stepOf

problems.proof.prevStep problems.proof.nextStep

W_{CA}=P_A(V_A-V_C)=-P_AV_A=-nRT_A=-2493\ \mathrm J,\quad \Delta U_{CA}=\frac32R(300-600)=-3739.5\ \mathrm J,\quad Q_{CA}=-6232.5\ \mathrm J

problems.proof.analysis

La pression est constante et le volume revient à $V_A$ , donc le travail du gaz est négatif. La baisse de température réduit l'énergie interne ; $Q=\Delta U+W$ donne la chaleur cédée.