Problème 2

Une mole de gaz parfait monoatomique, à

T_1=300,\,\mathrm{K}

p_1=1.0\times10^5,\,\mathrm{Pa}

, est chauffée à pression constante jusqu’à

T_2=600,\,\mathrm{K}

, puis refroidie à volume constant jusqu’à

T_1

pour fermer un cycle. Prendre

R=8.31,\,\mathrm{J,mol^{-1}K^{-1}}

W>0

pour le travail du gaz. (a) Déterminer volumes initial et maximal. (b) Calculer

W,\Delta U,Q

sur l’étape isobare. (c) Déterminer pression finale et travail net du cycle. Conserver la convention de signe et les unités SI dans tout le calcul. Chaque partie utilise les résultats intermédiaires précédents, en appliquant une loi seulement dans le domaine où les hypothèses données sont valables. Comparer enfin les réponses aux conditions initiales et à une vérification indépendante.

problems.proof.stepOf

problems.proof.prevStep problems.proof.nextStep

\boxed{V_1=\frac{nRT_1}{p_1}=0.02493\,\mathrm{m^3},\ V_{max}=V_2=0.04986\,\mathrm{m^3};\ W_{12}=2.493\,\mathrm{kJ},\ \Delta U_{12}=3.740\,\mathrm{kJ},\ Q_{12}=6.233\,\mathrm{kJ};\ p_3=5.00\times10^4\,\mathrm{Pa},\ W_{cycle}=2.493\,\mathrm{kJ}}

problems.proof.analysis

Rassembler toutes les réponses et préciser signes, sens ou nature du processus si nécessaire. Les dimensions conviennent aux grandeurs.