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Problème 2

Une mole de gaz parfait monoatomique, initialement à la température absolue T1T_1, est chauffée jusqu’à T2>T1T_2>T_1 à pression constante. On note RgR_g la constante des gaz parfaits ; l’équilibre thermodynamique est maintenu et il n’y a pas de changement de phase. WW désigne le travail fourni par le gaz et Q>0Q>0 la chaleur reçue, de sorte que le premier principe s’écrit ΔU=Q−W\Delta U=Q-W. (a) Utiliser l’équation d’état pour trouver la variation de volume et le travail. (b) Calculer la variation d’énergie interne à partir des degrés de liberté moléculaires. (c) Déterminer la chaleur, vérifier son signe et expliquer sa répartition entre énergie interne et travail.
problems.proof.stepOf
problems.proof.prevStepproblems.proof.nextStep
W=Rg(T2−T1),ΔU=32Rg(T2−T1),Q=52Rg(T2−T1)\boxed{W=R_g(T_2-T_1),\quad \Delta U=\frac32R_g(T_2-T_1),\quad Q=\frac52R_g(T_2-T_1)}
problems.proof.analysis

Les trois résultats encadrés respectent le premier principe et la convention de travail indiquée. Ils sont positifs puisque le gaz est chauffé à pression constante.