Flashcards : Thermostatique des fluides (80 cartes)

Toutes les cartes

1Question

Qu’étudie la thermodynamique dans les systèmes ?

Réponse

Les transformations de l’énergie.

2Question

Que permet le mouvement des particules dans l’approche microscopique ?

Réponse

Décrire le système à partir du mouvement et des interactions de ses particules.

3Question

Quelles variables globales décrivent un système selon l’approche macroscopique ?

Réponse

La pression, le volume, la température et la masse.

4Question

À quel phénomène microscopique la température est-elle liée ?

Réponse

Au degré d’agitation thermique de la matière.

5Question

À combien vaut le zéro absolu en kelvins ?

Réponse

0 K.

6Question

Vers quel état évoluent deux corps laissés longtemps en contact ?

Réponse

Vers un équilibre thermique où le transfert thermique net cesse.

7Question

Selon le principe zéro, que partagent deux corps en équilibre thermique avec un troisième ?

Réponse

La même température.

8Question

Qu’est-ce que la pression ?

Réponse

Une grandeur intensive liée à l’action normale d’un fluide sur une surface.

9Question

Quelle formule relie la pression, la force et la surface ?

Réponse

p=FSp = \frac{F}{S}

10Question

Qu’est-ce qu’un système thermodynamique ?

Réponse

Une portion de matière délimitée par rapport au milieu extérieur.

11Question

Qu’échange un système isolé, fermé ou ouvert ?

Réponse

Un système isolé n’échange ni matière ni énergie ; un système fermé échange de l’énergie, mais pas de matière ; un système ouvert échange matière et énergie.

12Question

Quelles valeurs prennent les variables d’état à l’équilibre ?

Réponse

Des valeurs bien définies et constantes.

13Question

Qu’est-ce qui distingue une grandeur extensive d’une grandeur intensive ?

Réponse

Une grandeur extensive dépend de la taille du système et est additive, contrairement à une grandeur intensive.

14Question

Qu’est-ce qu’une fonction d’état ?

Réponse

Une grandeur dont la variation entre deux états ne dépend pas du chemin suivi.

15Question

Comment calcule-t-on la variation d’énergie interne entre les états 1 et 2 ?

Réponse

ΔU=U2−U1\Delta U=U_2-U_1

16Question

Comment varient le travail W12W_{12} et la chaleur Q12Q_{12} entre les états 1 et 2 ?

Réponse

Ils peuvent varier selon le chemin suivi.

17Question

Que maintient constante une transformation isobare ?

Réponse

La pression du système.

18Question

Quelles grandeurs restent constantes lors d’une transformation isochore et isotherme ?

Réponse

Le volume pour l’isochore et la température du système pour l’isotherme.

19Question

Quelle condition vérifie une transformation adiabatique ?

Réponse

Q=0Q=0.

20Question

Quelles relations définissent les transformations isotherme, isobare et isochore selon les lois des gaz ?

Réponse

Isotherme : PV=constantePV=\text{constante} ; isobare : VT=constante\frac{V}{T}=\text{constante} ; isochore : PT=constante\frac{P}{T}=\text{constante}.

21Question

À pression et température données, de quoi le volume d’un gaz est-il indépendant selon Avogadro-Ampère ?

Réponse

De sa nature et de sa masse molaire.

22Question

Comment le modèle du gaz parfait représente-t-il les molécules et la pression ?

Réponse

Il assimile les molécules à des masses ponctuelles sans interactions et relie la pression à leurs chocs contre les parois.

23Question

Quelle équation relie pression, volume, quantité de matière et masse pour un gaz parfait ?

Réponse

PV=nRT=mrTPV=nRT=mrT.

24Question

Quelle relation relie pression et volume lors d’une transformation isotherme d’un gaz parfait ?

Réponse

PV=constantePV=\text{constante}

25Question

Quel travail reçoit un gaz parfait lors d’une transformation isotherme ?

Réponse

W=−nRTln⁡(V2V1)W=-nRT\ln\left(\frac{V_2}{V_1}\right)

26Question

Que reste constant dans un système isolé selon le premier principe ?

Réponse

Son énergie totale.

27Question

Quelle relation exprime la variation d’énergie interne d’un système fermé ?

Réponse

ΔU=U2−U1=Q+W\Delta U=U_2-U_1=Q+W

28Question

Quel signe attribue-t-on au travail reçu par le système ?

Réponse

Il est positif.

29Question

Qu’est-ce que la chaleur en thermodynamique ?

Réponse

Un transfert d’énergie provoqué par une différence de température.

30Question

Quelle est la formule de la chaleur sensible pour une capacité calorifique constante ?

Réponse

Q=mc(T2−T1)Q=mc(T_2-T_1) ou Q=nC(T2−T1)Q=nC(T_2-T_1).

31Question

Qu’est-ce que la chaleur latente ?

Réponse

L’énergie nécessaire à un changement d’état à température constante dans les conditions idéalisées considérées.

32Question

Quelle relation définit le travail volumétrique élémentaire ?

Réponse

δW=−P dV\delta W = -P\,dV

33Question

Quel est le signe du travail volumétrique lors d’une détente selon la convention du support ?

Réponse

Il est négatif.

34Question

Que signifie un travail volumétrique négatif lors d’une détente ?

Réponse

Le système cède du travail au milieu extérieur.

35Question

Comment l’enthalpie H est-elle définie à partir de U, P et V ?

Réponse

H=U+PVH = U + PV

36Question

En quelle unité l’enthalpie H s’exprime-t-elle ?

Réponse

En joules.

37Question

Quelle relation donne dH pour une transformation élémentaire avec seul travail de pression-volume ?

Réponse

dH=δQ+V dPdH = \delta Q + V\,dP

38Question

Que vaut le travail WW lors d’une transformation isochore ?

Réponse

W=0W = 0.

39Question

Quelle relation relie dHdH et deltaQdelta Q lors d’une transformation isobare ?

Réponse

dH=deltaQdH = delta Q.

40Question

Quel physicien français a observé la vapeur soulevant un couvercle ?

Réponse

Denis PAPIN, 1647-1714.

41Question

Quelle idée Denis PAPIN a-t-il tirée de la vapeur soulevant un couvercle ?

Réponse

Utiliser la vapeur pour repousser un piston et produire du travail.

42Question

Qu’indique une agitation accrue des particules sur leur température ?

Réponse

Une température plus élevée.

43Question

Quelle formule convertit une température Celsius en kelvins ?

Réponse

T(K)=t(°C)+273,15T(\mathrm{K}) = t(°\mathrm{C}) + 273{,}15

44Question

À quelle température Celsius la glace fond-elle sur l’échelle Celsius ?

Réponse

0 °C.

45Question

Quelle formule convertit une température Celsius en Fahrenheit ?

Réponse

t(°F)=1,8 t(°C)+32t(°\mathrm{F}) = 1{,}8\,t(°\mathrm{C}) + 32

46Question

À quoi la pression est-elle due à l’échelle microscopique ?

Réponse

Aux chocs des molécules sur les parois.

47Question

Quelle est l’unité SI de pression ?

Réponse

Le pascal.

48Question

Quelle équivalence définit le pascal ?

Réponse

1 Pa=1 N⋅m−21\,\text{Pa} = 1\,\text{N}\cdot\text{m}^{-2}

49Question

Quels éléments précise-t-on pour décrire un système thermodynamique ?

Réponse

Sa frontière et son état thermodynamique.

50Question

Quel exemple représente un système isolé ?

Réponse

Un calorimètre idéal.

51Question

Quelles grandeurs sont extensives et lesquelles sont intensives ?

Réponse

Les grandeurs extensives sont m,V,n,Um, V, n, U ; les grandeurs intensives sont P,T,ρP, T, \rho et la concentration.

52Question

Quelle relation définit une équation d’état ?

Réponse

f(n,T,V,P)=0f(n,T,V,P)=0

53Question

Quelles fonctions d’état sont citées ?

Réponse

U, H et S.

54Question

De quoi dépendent le travail W et la chaleur Q ?

Réponse

Du chemin de transformation.

55Question

Comment se déroule une transformation réversible dans le modèle idéal ?

Réponse

Par une succession d’états d’équilibre infiniment proches.

56Question

Quelles irréversibilités peuvent affecter une transformation réelle ?

Réponse

Les frottements, les différences finies de température ou de pression et le mélange.

57Question

Quelle relation lie transformation réversible et transformation quasi-statique ?

Réponse

Toute transformation réversible est quasi-statique, mais l’inverse n’est pas nécessairement vrai.

58Question

Quels diagrammes thermodynamiques sont mentionnés dans la section ?

Réponse

Clapeyron (P,V), Amagat (PV,P), (T,S), (H,S) et Mollier (P,H).

59Question

Dans un diagramme de Clapeyron, que représente l’aire sous la courbe P(V) ?

Réponse

Le travail volumétrique.

60Question

Quel est le volume molaire d’un gaz à 1 atm et 0 °C ?

Réponse

22,4 L.

61Question

Quelles sont les expressions des coefficients thermiques d’un gaz parfait ?

Réponse

β=1V(∂V∂T)P\beta=\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)_P, χ=−1V(∂V∂P)T\chi=-\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial P}\right)_T et α=1P(∂P∂T)V\alpha=\frac{1}{P}\left(\frac{\partial P}{\partial T}\right)_V.

62Question

Dans quelles conditions le modèle du gaz parfait devient-il moins fiable ?

Réponse

À pression élevée ou près d’une zone de condensation.

63Question

Quelle équation décrit un gaz selon le modèle de Van der Waals ?

Réponse

(P+an2V2)(V−nb)=nRT(P+a\frac{n^2}{V^2})(V-nb)=nRT.

64Question

Quelle relation relie pression et volume lors d’une transformation adiabatique réversible ?

Réponse

PVγ=constantePV^\gamma=\text{constante}

65Question

À quoi correspond le travail reçu lors d’une transformation adiabatique réversible ?

Réponse

W=ΔUW=\Delta U

66Question

Quel signe peut avoir le travail reçu par le système lors d’une détente ?

Réponse

Il peut être négatif.

67Question

Quelles contributions microscopiques l’énergie interne regroupe-t-elle ?

Réponse

Les contributions cinétiques et potentielles des particules du système.

68Question

Quelle est la nature macroscopique de l’énergie interne UU ?

Réponse

C’est une fonction d’état.

69Question

Dans quelle unité l’énergie interne UU s’exprime-t-elle ?

Réponse

En joules.

70Question

Quelles capacités calorifiques distingue-t-on selon les conditions ?

Réponse

La capacité à pression constante CpC_p et celle à volume constant CvC_v.

71Question

Quelle formule relie la chaleur latente à la masse ?

Réponse

Q=mLQ=mL.

72Question

À quoi la chaleur latente est-elle proportionnelle ?

Réponse

À la quantité de matière.

73Question

Quelles chaleurs latentes distingue-t-on selon le changement d’état ?

Réponse

Celles de sublimation LsL_s, de vaporisation LvL_v et de fusion LfL_f.

74Question

Quelle formule donne la variation d’énergie interne d’un gaz parfait chauffé à volume constant ?

Réponse

4U=mcv4T4U = m c_v 4T.

75Question

Quelle formule donne la variation d’enthalpie d’un gaz parfait chauffé à pression constante ?

Réponse

4H=mcp4T4H = m c_p 4T.

76Question

Quelle est la relation de Mayer pour un gaz parfait ?

Réponse

Cp−Cv=rC_p - C_v = r.

77Question

Comment s’écrit le rapport des capacités calorifiques d’un gaz parfait ?

Réponse

b=CpCvb = \frac{C_p}{C_v}.

78Question

Dans le schéma énergétique d’un réfrigérateur, dans quel sens le travail WW circule-t-il ?

Réponse

Il entre dans la machine.

79Question

Quelles unités de pression rencontre-t-on aussi en pratique ?

Réponse

Le bar et l’atmosphère.

80Question

Quelle valeur approximative de bb est utilisée pour les gaz diatomiques comme O₂ et N₂ ?

Réponse

bapprox1,4b approx 1{,}4.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 40 questions sur Thermostatique des fluides.

1. Quel domaine étudie les transformations de l’énergie dans les systèmes ?

2. Pour décrire une installation, une technicienne relève sa pression, son volume, sa température et sa masse sans suivre les molécules. Quelle approche utilise-t-elle ?

Faire le QCM →

Consultez la fiche

Révisez le cours complet dans la fiche de révision de Thermostatique des fluides.

Voir la fiche →

Cours similaires

Crée tes propres flashcards

Importe ton cours et l'IA génère des flashcards en 30 secondes.

Générateur de flashcards