Flashcards : Échanges d’énergie en thermodynamique — 32 cartes

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1Question

Qu'est-ce que la dérivée partielle d'une fonction ?

Réponse

C'est la dérivée selon une variable en considérant les autres constantes.

2Question

Quelle formule exprime la différentielle d'une fonction de trois variables ?

Réponse

df=∂f∂xdx+∂f∂ydy+∂f∂zdzdf=\frac{\partial f}{\partial x}dx+\frac{\partial f}{\partial y}dy+\frac{\partial f}{\partial z}dz

3Question

Quand les dérivées partielles secondes croisées sont-elles commutatives ?

Réponse

Quand les conditions de dérivabilité sont satisfaites.

4Question

Quelle égalité exprime la commutativité des dérivées partielles secondes croisées ?

Réponse

∂2f∂y∂x=∂2f∂x∂y\frac{\partial^2 f}{\partial y\partial x}=\frac{\partial^2 f}{\partial x\partial y}

5Question

Qu'est-ce qu'une fonction implicite ?

Réponse

Une fonction définie par f({Xi})=0f(\{X_i\})=0 sans isoler une variable.

6Question

Quelle relation donne le théorème des fonctions implicites pour f(x,y,z)=0f(x,y,z)=0 ?

Réponse

(∂x∂y)z(∂y∂z)x(∂z∂x)y=−1\left(\frac{\partial x}{\partial y}\right)_z\left(\frac{\partial y}{\partial z}\right)_x\left(\frac{\partial z}{\partial x}\right)_y=-1.

7Question

Comment est défini le coefficient thermoélastique α\alpha ?

Réponse

α=1V(∂V∂T)P\alpha=\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)_P.

8Question

Comment est défini le coefficient thermoélastique β\beta ?

Réponse

β=1P(∂P∂T)V\beta=\frac{1}{P}\left(\frac{\partial P}{\partial T}\right)_V.

9Question

Comment est défini le coefficient thermoélastique χT\chi_T ?

Réponse

χT=−1V(∂V∂P)T\chi_T=-\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial P}\right)_T.

10Question

Qu'est-ce qu'une transformation en thermodynamique ?

Réponse

L'évolution d'un système fermé entre deux équilibres par modification extérieure.

11Question

Qu'impose une transformation quasistatique sur les états du système ?

Réponse

Une succession lente d'états d'équilibre infiniment voisins.

12Question

Quelle condition supplémentaire impose une transformation réversible ?

Réponse

L'équilibre du milieu extérieur et la renversabilité.

13Question

Qu'est-ce qu'une transformation adiabatique ?

Réponse

Une transformation sans échange de chaleur avec l'extérieur.

14Question

Quelle pression reste constante lors d'une transformation isobare ?

Réponse

La pression du système.

15Question

Quelle pression reste constante lors d'une transformation monobare ?

Réponse

La pression extérieure.

16Question

Qu'impose la compression quasistatique avec parois diathermes sur la pression finale ?

Réponse

Elle est fixée par la masse totale.

17Question

Comment est déterminée la température finale lors d'une compression quasistatique avec parois diathermes ?

Réponse

Par l'équilibre thermique avec l'extérieur à la température T0.

18Question

Qu'est-ce que le travail en mécanique ?

Réponse

Un transfert d'énergie par une force macroscopique lors d'un déplacement.

19Question

Quelle est l'expression du travail d'une force entre A et B le long d'une trajectoire C ?

Réponse

WA→B,C=∫A→B,CF⃗⋅dl⃗W_{A\to B,C}=\int_{A\to B,C}\vec F\cdot d\vec l.

20Question

Comment s'exprime le travail élémentaire des forces pressantes pour une pression extérieure ?

Réponse

δWext=−Pext dV\delta W_{ext}=-P_{ext}\,dV.

21Question

Quelle formule donne le travail élémentaire des forces de pression en transformation quasistatique ?

Réponse

δW=−P dV\delta W=-P\,dV.

22Question

Quelle est la formule du travail total lors d'une transformation monobare ?

Réponse

W=−PextΔVW=-P_{ext}\Delta V avec ΔV=Vf−Vi\Delta V=V_f-V_i.

23Question

Qu'est-ce que la chaleur en thermodynamique ?

Réponse

La chaleur est un transfert d’énergie lié aux échanges thermiques microscopiques.

24Question

Quelle est la valeur de la chaleur échangée dans une transformation adiabatique ?

Réponse

La chaleur échangée est nulle, Q=0Q=0.

25Question

De quoi dépend une fonction d’état ?

Réponse

Elle dépend des variables d’état et de leurs valeurs initiale et finale uniquement.

26Question

Quelle est la propriété principale d'une fonction d’état concernant son chemin ?

Réponse

Sa variation ne dépend pas du chemin suivi entre deux états.

27Question

Quelle différence existe-t-il entre travail et chaleur d'une part, et énergies cinétique et potentielle d'autre part ?

Réponse

Travail et chaleur sont échangés à la frontière, les énergies sont stockées dans le système.

28Question

Que se passe-t-il lors d’un changement d’état d’un corps pur ?

Réponse

Deux phases coexistent avec pression et température constantes.

29Question

Quelle formule exprime la chaleur échangée à pression constante pour une masse m ?

Réponse

QP=mLQ_P=mL avec L l’enthalpie massique de changement d’état.

30Question

Comment calcule-t-on la chaleur échangée avec l’enthalpie molaire Lm ?

Réponse

QP=nLmQ_P=nL_m où Lm est en J·mol⁻¹.

31Question

Quelles transformations absorbent de la chaleur avec L>0 ?

Réponse

La fusion, la vaporisation et la sublimation.

32Question

Quelles transformations ont des enthalpies opposées à celles qui absorbent de la chaleur ?

Réponse

La solidification, la liquéfaction et la condensation.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 19 questions sur Échanges d’énergie en thermodynamique.

1. Lorsqu’on calcule la dérivée partielle de f(x,y,z)f(x,y,z) par rapport à xx, comment traite-t-on les variables yy et zz ?

2. Pour une fonction f(x,y,z)f(x,y,z), quelle expression représente sa différentielle ?

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