Qu'étudie la thermodynamique à l'échelle macroscopique ?
Les transferts et transformations d’énergie en reliant états de la matière et échanges d’énergie.
Quels échanges la thermodynamique décrit-elle avec l’environnement ?
Les échanges de chaleur, de travail et de matière.
Quels usages la thermodynamique permet-elle concernant les machines ?
Établir bilans, prévoir sens d’évolution et évaluer performances maximales ou réelles.
Quelles sont les deux idées fondatrices de la thermodynamique ?
La conservation de l’énergie et la dégradation de sa qualité lors des transformations irréversibles.
Quelle relation exprime la loi de Boyle à température constante ?
Le produit pression-volume est constant.
Quelle loi Clausius a-t-il formulée en 1850 ?
La conservation de l’énergie et le second principe de la thermodynamique.
Qu'est-ce qu'un cycle idéal en thermodynamique ?
Une succession théorique d’états pour étudier les machines thermiques.
De quoi dépend le rendement d'une machine thermique selon Carnot ?
Des températures de la source chaude et de la source froide.
Quel principe la réflexion de Carnot annonce-t-elle ?
Le second principe de la thermodynamique.
Que fonde le raisonnement de Sadi Carnot ?
La thermodynamique des machines.
Quelle est la première étape dans une centrale thermique ?
La combustion ou la fission produit de la chaleur.
Que fait la chaleur produite dans une centrale thermique ?
Elle vaporise un fluide.
Quel rôle joue la vapeur dans une centrale thermique ?
Elle entraîne une turbine.
Que fait la turbine dans une centrale thermique ?
Elle entraîne un alternateur électrique.
Quelles étapes subit l'air dans un turboréacteur ?
L'air est comprimé, chauffé par combustion puis accéléré.
Quelle fonction produit la poussée dans un turboréacteur ?
L'expansion des gaz produit la poussée.
Que fait l'expansion des gaz dans un turboréacteur en plus de produire la poussée ?
Elle entraîne les étages de turbine.
Qu'est-ce que le système en thermodynamique ?
Le domaine choisi pour l'étude en thermodynamique.
Qu'est-ce que la frontière en thermodynamique ?
La séparation réelle ou imaginaire entre système et extérieur.
De quoi dépend l'état du système ?
De son état initial et des échanges à travers sa frontière.
Qu'est-ce que le travail en thermodynamique ?
Un transfert d’énergie par une force provoquant ou freinant un déplacement ou une déformation macroscopique.
Qu'est-ce que la chaleur en thermodynamique ?
Un transfert d’énergie provoqué par une différence de température entre système et extérieur.
Que transporte une masse qui entre ou sort d'un système ?
Elle transporte de l’énergie et des espèces chimiques.
Quelle convention de signe s'applique à l'énergie reçue par un système ?
L'énergie reçue est positive, donc Q > 0 ou W > 0.
Quelle convention de signe s'applique à l'énergie cédée par un système ?
L'énergie cédée est négative, donc Q < 0 ou W < 0.
Quelles caractéristiques définissent un système ouvert ?
Il a une masse variable et laisse passer énergie et matière.
Quelles sont les caractéristiques d'un système fermé ?
Il a une masse constante et échange de l'énergie sans matière.
Quelles caractéristiques définissent un système isolé ?
Il a une masse constante et n'échange ni matière ni énergie.
Pourquoi un système isolé est-il nécessairement adiabatique ?
Parce qu'il n'échange pas d'énergie thermique, donc Q = 0.
Qu'est-ce qu'un système adiabatique peut échanger avec l'extérieur ?
Il peut échanger du travail avec l'extérieur.
Qu'est-ce qu'une variable d'état en thermodynamique ?
Une grandeur physique mesurable caractérisant l'état macroscopique du système à un instant donné.
Quelles sont les variables d'état principales pour un gaz ?
La pression P, le volume V ou volume massique v, et la température T ou θ.
Quelle unité utilise-t-on pour la pression d'un gaz ?
Le pascal (Pa).
Quelle est la différence entre une variable extensive et une variable intensive ?
Une variable extensive est proportionnelle à la quantité de matière et s'additionne, une intensive caractérise localement l'état et ne s'additionne pas.
Quelles variables sont extensives en thermodynamique ?
La masse M, le volume V et l'énergie U.
Quelles variables sont intensives en thermodynamique ?
La pression P, la température T et la masse volumique ρ.
Quand un système est-il considéré à l'équilibre ?
Lorsque ses parties sont dans un même état et qu'aucune évolution macroscopique spontanée n'est observable.
Qu'est-ce qui caractérise une évolution réversible ?
Une inversion théorique possible sans dissipation.
Quelle est la conséquence énergétique d'une évolution irréversible ?
Une dégradation de l’énergie utile.
Quelles formes d'énergie compose l'énergie interne ?
Énergie thermique, chimique et nucléaire.
De quoi dépend l'énergie potentielle d'un système ?
De sa position dans un champ de forces.
Quelle est la formule de l'énergie cinétique d'un système ?
.
Quelle est la formule de l'énergie potentielle gravitationnelle ?
.
De quoi dépend le classement des énergies ?
Du système choisi et du niveau de description.
Quelles étapes précède un bilan énergétique ?
Choisir le système, tracer sa frontière, identifier les échanges, préciser le référentiel.
Quels paramètres macroscopiques sont souvent utilisés sans suivre chaque molécule ?
La pression, la température et le volume.
Quelle expérience ont réalisé Huygens et Papin en 1673 ?
Ils ont déplacé un piston par combustion pour montrer que l’énergie thermique produit un mouvement mécanique.
Quelle contribution Van der Waals a-t-il faite en 1873 ?
Il a proposé une équation d’état des gaz réels tenant compte des interactions moléculaires.
Que précise Nernst en 1906 concernant l’entropie ?
Le comportement de l’entropie au voisinage du zéro absolu par le troisième principe.
Comment est utilisée l'énergie électrique dans un appareil électronique ?
Une partie traite l'information et une autre est dissipée en chaleur.
Quels moteurs associe un véhicule hybride ?
Un moteur thermique et une chaîne électrique.
Quels flux d'énergie circulent dans un véhicule hybride ?
Entre le carburant, la batterie, la traction et le freinage régénératif.
Quels échanges réalise un organisme vivant avec son environnement ?
Il échange de la chaleur, de la matière et de l'énergie.
Pourquoi un organisme vivant échange-t-il chaleur, matière et énergie ?
Pour maintenir sa température.
Que change le fait de modifier la frontière ?
Le système étudié change.
Comment peut-on analyser un même objet en thermodynamique ?
Comme un ensemble complet, un sous-système ou un composant.
Quelle différence microscopique distingue travail et chaleur ?
Le travail est lié à des mouvements microscopiquement ordonnés, la chaleur à des mouvements désordonnés.
Quels exemples illustrent des systèmes ouverts ?
Une turbine, un organisme vivant et l’atmosphère.
Quels exemples illustrent des systèmes fermés ?
Une bouteille bouchée et un gaz dans un cylindre étanche.
Quels phénomènes sont associés aux évolutions irréversibles ?
Les frottements, le mélange et la conduction.
Que permet l'hypothèse d'équilibre local dans les systèmes étendus ?
De décrire chaque petit volume par des variables d’état bien définies.
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1. Quel objet d’étude caractérise le mieux la thermodynamique ?
2. Lorsqu’un système échange de la chaleur, du travail et de la matière avec son environnement, que représentent ces échanges ?
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