QCM : Température et thermodynamique (11 questions)

Explication

La température mesure le degré d’agitation des particules : une agitation plus importante correspond à un corps plus chaud. La masse plus élevée ne découle pas de cette comparaison, et une agitation moindre ou identique contredirait les données.

Explication

La conversion s’effectue avec $T(\mathrm{K})=t(^{\circ}\mathrm{C})+273{,}15$, donc $27+273{,}15=300{,}15\,\mathrm{K}$. La valeur $27\,\mathrm{K}$ omet le décalage, la valeur négative inverse l’opération et $300\,\mathrm{K}$ néglige les 0,15.

Explication

Un système fermé n’échange pas de matière avec l’extérieur, mais peut échanger de l’énergie. Un système isolé n’échange ni matière ni énergie, tandis qu’un système ouvert échange les deux ; l’équilibre décrit un état et non le type d’échanges.

Explication

Le volume dépend de la quantité de matière et est donc extensif, tandis que la température en est indépendante et est intensive. Classer le volume comme intensif inverse les catégories ; le potentiel électrique est intensif, et la longueur extensive.

Explication

L’équilibre thermodynamique est un état stable ou stationnaire, indépendant du temps, dans lequel pression, température et densité de particules sont constantes et identiques en tout point. La cessation des échanges avec l’extérieur ne suffit pas à définir cet équilibre, car les grandeurs doivent aussi être uniformes dans le système.

Explication

Le diagramme de Clapeyron représente la pression en fonction du volume, à température constante. La représentation de la température en fonction de la pression correspond à un autre couple de variables thermodynamiques.

Explication

Cette équation relie les variables d’état du gaz parfait : pression, volume, quantité de matière et température absolue. Le travail et la variation d’énergie interne relèvent d’autres relations thermodynamiques.

Explication

Pour un gaz monoatomique, la chaleur spécifique molaire à volume constant vaut $\frac{3}{2}R$, tandis qu’à pression constante elle vaut $\frac{5}{2}R$. L’interversion de ces valeurs est incorrecte : la chaleur spécifique à pression constante est la plus élevée.

Explication

Le travail et la chaleur sont tous deux des modes d’échange d’énergie avec l’extérieur, mesurés en joules, et l’énergie reçue par le système est comptée positivement. La variation d’énergie interne n’est pas la définition de la chaleur : elle correspond, pour un système fermé, à la somme du travail et de la chaleur reçus.

Explication

Un moteur monotherme cyclique produirait du travail en prélevant indéfiniment de la chaleur à une source unique, ce qui est impossible. Le fonctionnement moteur exige des échanges avec une source chaude et une source froide ; une variation de la température du système ne change pas cette exigence.

Explication

À volume constant, le travail des forces de pression est nul et la chaleur échangée vaut $nC_v\Delta T$, ce qui correspond à la variation d’énergie interne. La relation avec $C_p$ s’applique à une transformation isobare, pas isochore.