QCM : Principes fondamentaux de la thermodynamique — 12 questions

Explication

Les grandeurs de base retenues sont bien $P$, $T$, $V$ et $n$. Les autres propositions mélangent des grandeurs physiques utiles, mais elles ne décrivent pas l’état thermodynamique du système dans ce cadre.

Explication

La quantité de matière $n$ s’exprime en moles. Le pascal, le kelvin et le mètre cube correspondent respectivement à la pression, à la température et au volume.

Explication

L’équation d’état du gaz parfait est $PV=nRT$. Les autres écritures sont incomplètes ou oublient la quantité de matière.

Explication

Le modèle suppose l’absence d’interactions entre molécules et un volume propre négligeable devant celui du contenant. Les autres réponses décrivent des propriétés incompatibles avec ce modèle.

Explication

L’énergie interne $U$ regroupe les contributions microscopiques cinétique et potentielle des constituants. Elle ne correspond pas à l’énergie mécanique macroscopique du système.

Explication

Le cours précise qu’on suppose le système immobile à l’échelle macroscopique, ce qui rend pertinent le bilan par l’énergie interne. Le déplacement du système relèverait plutôt d’un bilan macroscopique plus général.

Explication

La chaleur $Q$ est l’énergie échangée avec le milieu extérieur d’origine thermique. L’échange d’origine mécanique correspond au travail $W$.

Explication

Dans cette convention, si le système reçoit de l’énergie, on a $W>0$ et/ou $Q>0$. Lorsqu’il en cède, les valeurs deviennent négatives.

Explication

Pour un système fermé, la variation d’énergie interne est la somme du travail et de la chaleur reçus : $\Delta U=W+Q$. Les autres expressions ne respectent pas la convention donnée dans le cours.

Explication

Un système incompressible ne subit pas de variation de volume, donc le travail est nul. On en déduit alors que la chaleur reçue est égale à la variation d’énergie interne : $\Delta U=Q$.

Explication

Pour un système incompressible, la variation d’énergie interne est proportionnelle à la variation de température : ΔU = CΔT. La relation ΔU = W + Q est le premier principe, mais ce n’est pas la loi spécifique de capacité thermique.

Explication

Un système incompressible ne subit pas de variation de volume, donc il n’y a pas de travail mécanique de compression ou de dilatation. La température constante ou l’absence d’échange de chaleur n’impliquent pas à elles seules que le travail soit nul.