Flashcards : Thermodynamique des cycles moteurs — 44 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'un système en thermodynamique ?

Réponse

Un ensemble matériel délimité pouvant échanger matière, chaleur et travail.

2Question

Comment s'appelle la forme calorifique de l'énergie ?

Réponse

L'énergie thermique ou quantité de chaleur Q.

3Question

Quelle est la formule du travail mécanique d'une force ?

Réponse

$W=\int F\,dl$ .

4Question

Quelle est la formule du travail des forces de pression sur un gaz ?

Réponse

$W=-\int p\,dV$ .

5Question

Qu'est-ce qu'un cycle en thermodynamique ?

Réponse

Une série de transformations formant une boucle fermée ou ouverte.

6Question

Qu'est-ce qu'une transformation thermodynamique ?

Réponse

Le passage d’un système d’un état à un autre avec variations de pression, masse volumique et température.

7Question

À quoi est liée la température à l’échelle microscopique ?

Réponse

À l’agitation moléculaire.

8Question

Comment se manifeste la température à l’échelle macroscopique ?

Réponse

Par des phénomènes physiques ou biologiques.

9Question

Quelle est l'équation caractéristique d'un gaz parfait ?

Réponse

$pV=mrT$

10Question

Quelle transformation est la 1→2 du cycle de Beau de Rochas ?

Réponse

Une compression adiabatique et isentropique sans échange de chaleur.

11Question

Quelle est la loi de Laplace pour la transformation 1→2 ?

Réponse

$pV^{\gamma}=cte$

12Question

Quelle relation lie les pressions et volumes aux états 1 et 2 ?

Réponse

$p_1V_1^{\gamma}=p_2V_2^{\gamma}$

13Question

Quelle formule donne le travail échangé lors de la compression adiabatique ?

Réponse

$W_{12}=mC_v(T_2-T_1)$

14Question

Pourquoi le travail $W_{12}$ est-il positif ?

Réponse

Parce que le système reçoit une énergie mécanique.

15Question

Qu'est-ce qu'une transformation isochorique ?

Réponse

Une transformation à volume constant.

16Question

Quelle relation exprime la loi de Charles entre pression et température ?

Réponse

$\frac{p_2}{T_2}=\frac{p_3}{T_3}$

17Question

Quelle est la valeur du travail lors d'une transformation isochorique ?

Réponse

Il est nul.

18Question

Quelle formule donne la quantité de chaleur échangée lors de 2→3 ?

Réponse

$Q_{23}=mC_v(T_3-T_2)$

19Question

Quelle est la nature de la transformation 3→4 dans la détente ?

Réponse

Elle est adiabatique.

20Question

Quelle est la valeur de la chaleur échangée $Q_{34}$ lors de la transformation 3→4 ?

Réponse

$Q_{34}=0$ .

21Question

Quelle formule exprime le travail moteur $W_{34}$ de la détente adiabatique 3→4 ?

Réponse

$W_{34}=mC_v(T_4-T_3)$ .

22Question

Quel est le type de transformation 4→1 ?

Réponse

Elle est isochorique.

23Question

Quelle est la valeur du travail $W_{41}$ échangé lors de la transformation 4→1 ?

Réponse

$W_{41}=0$ .

24Question

Quelle est la formule de $W_{cycle}$ dans le cycle de Beau de Rochas ?

Réponse

$W_{cycle}=W_{12}+W_{23}+W_{34}+W_{41}$

25Question

Quelle est la formule de $Q_{cycle}$ dans le cycle de Beau de Rochas ?

Réponse

$Q_{cycle}=Q_{12}+Q_{23}+Q_{34}+Q_{41}$

26Question

Quelle relation donne le premier principe appliqué à un cycle ?

Réponse

$W_{cycle}+Q_{cycle}=0$

27Question

Pourquoi $W_{cycle}+Q_{cycle}=0$ dans un cycle ?

Réponse

Parce que le système revient à son état initial.

28Question

Quelle est la formule du rendement thermique théorique du cycle de Beau de Rochas ?

Réponse

$eta_{th}=1-\frac{1}{\varepsilon^{\gamma-1}}$

29Question

Quelles sont les phases du cycle de Diesel ?

Réponse

Admission, compression, combustion-détente et échappement.

30Question

Comment est l'évolution 1→2 dans le cycle de Diesel ?

Réponse

C'est une compression adiabatique sans échange de chaleur.

31Question

Quelle est la formule de la chaleur de combustion ?

Réponse

$Q_{combustion}=m_{carburant}\times PCI\times \eta_{combustion}$ .

32Question

Quel est le pouvoir calorifique inférieur de l'essence ?

Réponse

47,3 MJ·kg⁻¹.

33Question

Quel est le pouvoir calorifique inférieur du dihydrogène H₂ ?

Réponse

141,8 MJ·kg⁻¹.

34Question

Qu'est-ce qu'une transformation réversible ?

Réponse

Une transformation pouvant être inversée à n’importe quel moment.

35Question

Quelle est la formule pour convertir une température de °C en K ?

Réponse

$T(K)=T(°C)+273$

36Question

Quelle est la formule pour convertir une température de K en °C ?

Réponse

$T(°C)=T(K)-273$

37Question

Comment s'exprime la masse volumique d'un gaz parfait en fonction de m et V ?

Réponse

$\rho=\frac{m}{V}$

38Question

Comment s'exprime la masse volumique d'un gaz parfait en fonction de p, r et T ?

Réponse

$\rho=\frac{p}{rT}$

39Question

Quelle est la masse volumique calculée pour les valeurs numériques données ?

Réponse

1,24 kg·m⁻³

40Question

Quelle est la valeur du coefficient adiabatique γ pour les gaz parfaits ?

Réponse

γ vaut 1,4.

41Question

Entre quelles valeurs est compris le rapport volumétrique ε = V₁/V₂ ?

Réponse

Entre 10 et 12.

42Question

Quelles relations vérifient les capacités thermiques $C_p$ et $C_v$ ?

Réponse

$C_p - C_v = r$ et $\gamma = \frac{C_p}{C_v}$ .

43Question

Comment est défini le rendement thermique $eta_{th}$ ?

Réponse

$eta_{th}=\frac{|W_{cycle}|}{Q_{reue}}=1-\frac{T_4-T_1}{T_3-T_2}$

44Question

Quelle relation vérifie l'évolution adiabatique 1→2 du cycle de Diesel ?

Réponse

$pV^{\gamma}=cte$ .

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 23 questions sur Thermodynamique des cycles moteurs.

1. Comment définit-on un système en thermodynamique ?

2. Quelle grandeur représente l’énergie thermique échangée et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?

Faire le QCM →

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Révisez le cours complet dans la fiche de révision de Thermodynamique des cycles moteurs.

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