Fiches de revisions Thermo chapitres 1 2 3
Definitions:
Fluide parfait: les differentes parties du fluides peuvent glisser les unes sur les autres sans frottements
Gaz parfait: un gaz est parfait si les particules n’exercent aucune force entre elles. Il n’y a que l’energie cinetique moyenne (c’est la temperature) et pas d’energie d’interaction. La loi des gaz parfaits marche pour des pressions faible lorsque les particules sont eloignes. Explication detaille du phenomene
Systeme: Ensemble de corps contenus a l’interieur d’une surface fermee
- Un systeme est isole si il ne peut echanger ni matiere ni energie
- Un systeme est ferme si il ne peut echangfer de la matiere, mais peut de l’energie
- Un systeme est en equilibre si ses variables, i.e. les grandeurs qui le caracterisent sont constantes au cours du temps
Milieu: Ensemble des corps contenu a l’exterieur de la surface d’un systeme
Transformation reversible: elle se realise par une succession d’etats d’equilibre avec le milieu infiniment voisins
Transformation non-reversible: ne verifie pas les conditions de reversibilite
Transformation quasi-stable: generalement lente, c’est une succession d’etats d’equilibre infiniment voisins, pas forcement par rapport au millieu contrairement a la transformation reversible.
Il y a 4 types de transformations:
- Isobare: Pression constante
- Isochore: Volume constante
- Isotherme: Temperature constante
- Adiabiatique: Sans echange de chaleur
Variable extensive: Qui depend de la quantite de matiere: eg:
,
Variable intensive: Qui depend pas de la quantite de matiere: eg:
,
Pression partielle: Pression qu’aurais un fluide dans un melange si il etait seul
Pression
La pression est une force pressante exerce sur une surface, on a donc la relation
ou
est la pression,
la surface de pression
Lorsque la presssion est exprime en hauteur de mercure on a la relation de conversion suivante:
Pression partielle
D’apres la definition on peut voir que pour un gaz
d’un melange sa pression partielle est:
ou
est le "pourcentage en pression" du gaz, avec
Hydrostatique
La loi fondamentale de l’Hydrostatique enonce que pour une pression
, une variation infintesimale de la hauteur
, et une masse volumique
on a:
Pour un fluide incompressible on a alors et deux points
et
, ou
est en dessous de
dans une colonne de fluide:
Note: souvent on a
Pour un gaz parfait on a:
Equations d’etats et Proprietes Thermo-elastiques
Un gaz est decris par une relation de
,
et
qui est egal a
, par ex dans le cas d’un gaz parfait:
Plus generalement on dit:
Il existe differentes representation d’eqations d’etats:
-
en fonction de
(
): representation de Clapeyron
-
en fonction de
(
): representation d’ Amagat
-
en fonction de
(
): representation de diagramme de phases
Coefficients Thermo-elastiques
Les trois coefficients sont:
On peut alors en deduire:
Gaz parfaits
Un gaz parfait respecte a la fois a deux lois:
-
Loi de Gay-Lussac: A pression constante, le volume ne depend que de la temperature:
-
Loi de Charles: A volume constante, la pression ne depend que de la temperature:
De ces deux lois on peut deduire la relation des gaz parfaits, les etapes sont:
-
remplacer
dans
par son expression donne par la lois de Gay-Lussac, puis multiplier par
- Integrer des deux cotes puis passer a l’exponentielles les logarithme ainsi obtenus
-
Observer que les constantes d’integrations dependende de la constante (dans l’expression de
c’est
et inversement) pour obetinir finalement
et
-
rearanger pour obtenir
-
observer que comme
est extensif et que
ne l’est pas donc introduire la quantite de matiere et avoir