Flashcards : Thermodynamique (85 cartes)

Toutes les cartes

1Question

Qu’est-ce qu’un système thermodynamique ?

Réponse

Un corps ou un ensemble de corps dont on étudie les propriétés physiques, distinct du milieu extérieur.

2Question

Qu’échange un système fermé avec l’extérieur ?

Réponse

De l’énergie, mais pas de matière.

3Question

Qu’échange un système isolé avec l’extérieur ?

Réponse

Ni matière ni énergie.

4Question

Qu’est-ce qu’une variable d’état ?

Réponse

Une grandeur macroscopique caractérisant l’état d’un système thermodynamique.

5Question

Comment une variable extensive varie-t-elle avec la taille du système ?

Réponse

Elle est proportionnelle à la taille du système.

6Question

Que mesure la température à l’échelle macroscopique ?

Réponse

L’agitation thermique microscopique.

7Question

Quelle est la relation entre la température et l’énergie cinétique moyenne des particules ?

Réponse

La température lui est proportionnelle.

8Question

Quelle condition relie les températures de deux corps en équilibre thermique ?

Réponse

Ils ont la même température.

9Question

Qu’affirme le principe zéro de la thermodynamique ?

Réponse

Deux corps en équilibre thermique avec un troisième sont en équilibre thermique entre eux.

10Question

Comment la pression d’un fluide sur une surface élémentaire est-elle définie ?

Réponse

dF=P dSdF = P\,dS

11Question

Quelle est l’unité SI de pression et son équivalence en unités de force et de surface ?

Réponse

1 Pa=1 N m−21\,\mathrm{Pa}=1\,\mathrm{N\,m^{-2}}

12Question

À combien de pascals correspond un bar ?

Réponse

1 bar=105 Pa1\,\mathrm{bar}=10^5\,\mathrm{Pa}

13Question

Quelle relation décrit la variation locale de pression dans un fluide en équilibre sous la pesanteur ?

Réponse

dP(z)=−ρg dzdP(z)=-\rho g\,dz

14Question

Que modélise un gaz parfait lorsque la pression tend vers zéro ?

Réponse

Le comportement limite des gaz réels.

15Question

Que devient le produit PVPV selon Boyle-Mariotte lorsque P→0P\to 0 ?

Réponse

Il tend vers une constante.

16Question

De quoi dépend la constante de Boyle-Mariotte lorsque P→0P\to 0 ?

Réponse

De la quantité de matière, mais pas de la nature du gaz.

17Question

Quelle est l’équation d’état d’un gaz parfait ?

Réponse

PV=nRTPV=nRT

18Question

Quelle est la loi de Dalton pour la pression totale d’un mélange de gaz parfaits ?

Réponse

P(T,V)=∑iPi(T,V)=∑iniRTVP(T,V)=\sum_i P_i(T,V)=\sum_i\frac{n_iRT}{V}

19Question

Qu’est-ce qu’une dérivée partielle d’une fonction ?

Réponse

La dérivation par rapport à une variable en considérant les autres comme constantes.

20Question

Quelle est la différentielle totale de β(x,y,z)\beta(x,y,z) ?

Réponse

dβ=∂β∂xdx+∂β∂ydy+∂β∂zdzd\beta=\frac{\partial\beta}{\partial x}dx+\frac{\partial\beta}{\partial y}dy+\frac{\partial\beta}{\partial z}dz

21Question

Qu’est-ce qu’une transformation thermodynamique ?

Réponse

L’évolution d’un système entre deux états d’équilibre après une modification de l’environnement extérieur.

22Question

Que parcourt une transformation quasistatique ?

Réponse

Une succession d’états d’équilibre infiniment voisins.

23Question

Quelle condition permet d’inverser une transformation réversible à tout instant ?

Réponse

Le système et le milieu extérieur restent en équilibre.

24Question

Quelle pression reste constante lors d’une transformation monobare ?

Réponse

La pression extérieure.

25Question

Quelle pression reste constante lors d’une transformation isobare ?

Réponse

La pression du système.

26Question

Que signifie ΔE>0\Delta E>0 selon la convention de signe ?

Réponse

L’extérieur fournit de l’énergie au système.

27Question

Qu’est-ce que le travail en physique ?

Réponse

Un transfert d’énergie résultant d’une action mécanique macroscopique.

28Question

Quelle expression donne le travail élémentaire des forces pressantes sous pression extérieure ?

Réponse

δWext=−Pext dV\delta W_{\mathrm{ext}}=-P_{\mathrm{ext}}\,dV

29Question

Quel travail les forces pressantes effectuent-elles lors d’une transformation monobare ?

Réponse

W=−PextΔVW=-P_{\mathrm{ext}}\Delta V

30Question

En quelles unités s’exprime la chaleur ?

Réponse

En joules.

31Question

Que caractérise la température, contrairement à la chaleur transférée ?

Réponse

Un état d’équilibre.

32Question

Quelle quantité de chaleur échange une transformation adiabatique ?

Réponse

Q=0Q=0.

33Question

De quoi dépend la variation d’une fonction d’état entre deux états ?

Réponse

Des états initial et final uniquement.

34Question

Quelles contributions microscopiques composent l’énergie interne UU d’un système ?

Réponse

L’énergie cinétique et l’énergie potentielle microscopiques.

35Question

Quelle variation d’énergie totale vérifie le premier principe pour un système fermé ?

Réponse

ΔE=W+Q\Delta E=W+Q.

36Question

Quelle relation relie la variation d’enthalpie et la chaleur en évolution monobare au repos ?

Réponse

ΔH=Q\Delta H=Q.

37Question

Comment un bilan énergétique traite-t-il une transformation complexe ?

Réponse

Il la décompose en transformations idéalisées, car les variations d’énergie interne et d’enthalpie ne dépendent que des états initial et final.

38Question

Que devient la température lors d’un changement d’état avec apport de chaleur ?

Réponse

Elle reste constante pendant que la phase change.

39Question

Quelle expression donne le travail des forces de pression entre A et B ?

Réponse

W=−∫VAVBP dVW=-\int_{V_A}^{V_B}P\,dV

40Question

De quoi dépend l’énergie interne d’un gaz parfait selon la première loi de Joule ?

Réponse

Uniquement de sa température.

41Question

De quoi dépend l’enthalpie d’un gaz parfait selon la deuxième loi de Joule ?

Réponse

Uniquement de sa température.

42Question

Quelle relation de Mayer relie les capacités thermiques molaires d’un gaz parfait ?

Réponse

Cp,m−Cv,m=RC_{p,m}-C_{v,m}=R

43Question

Quelle est la variation d’énergie interne lors d’une transformation isotherme d’un gaz parfait ?

Réponse

ΔU=0\Delta U=0

44Question

Qu’est-ce que l’équilibre thermodynamique ?

Réponse

Un état où les variables d’état sont définies, homogènes dans l’espace et stationnaires dans le temps.

45Question

Quels domaines sépare la courbe de fusion d’un corps pur ?

Réponse

Les domaines solide et liquide.

46Question

Quelles phases coexistent au point triple ?

Réponse

Les phases solide, liquide et gazeuse.

47Question

Qu’est-ce qu’un thermomètre ?

Réponse

Un système physique dont une variable d’état varie avec la température selon une relation connue ou calibrée.

48Question

Quelle est la température du point triple de l’eau ?

Réponse

273,16 K273{,}16\ \mathrm{K}

49Question

Quelle formule relie la température Celsius θC\theta_C à la température absolue TT ?

Réponse

θC=T−273,15\theta_C = T - 273{,}15

50Question

Quelle formule relie la variation de longueur à la dilatation linéaire pour une petite variation de température ?

Réponse

ΔL=αLiΔT\Delta L = \alpha L_i \Delta T

51Question

Comment le baromètre de Torricelli mesure-t-il la pression atmosphérique ?

Réponse

Par la hauteur d’une colonne de liquide dans un tube inversé.

52Question

À pression constante, à quoi le volume est-il proportionnel selon Gay-Lussac ?

Réponse

À la température absolue.

53Question

À volume constant, à quoi la pression est-elle proportionnelle selon Charles ?

Réponse

À la température absolue.

54Question

Quelle formule définit la température absolue d’un gaz parfait à volume constant ?

Réponse

T=PVnRT=\frac{PV}{nR}

55Question

Comment s’écrivent les dérivées partielles croisées de β\beta selon leur commutation ?

Réponse

∂2β∂y∂x=∂2β∂x∂y\frac{\partial^2\beta}{\partial y\partial x}=\frac{\partial^2\beta}{\partial x\partial y}

56Question

Lors d’une intégration partielle selon une variable, de quoi la constante d’intégration peut-elle dépendre ?

Réponse

Elle peut être une fonction des autres variables.

57Question

Si β(x,y,z)=0\beta(x,y,z)=0, quelle est l’expression de (∂y∂x)z\left(\frac{\partial y}{\partial x}\right)_z ?

Réponse

(∂y∂x)z=−∂β/∂x∂β/∂y\left(\frac{\partial y}{\partial x}\right)_z=-\frac{\partial\beta/\partial x}{\partial\beta/\partial y}

58Question

Si β(x,y,z)=0\beta(x,y,z)=0, comment exprimer (∂x∂y)z\left(\frac{\partial x}{\partial y}\right)_z à partir de (∂y∂x)z\left(\frac{\partial y}{\partial x}\right)_z ?

Réponse

(∂x∂y)z=1(∂y∂x)z\left(\frac{\partial x}{\partial y}\right)_z=\frac{1}{\left(\frac{\partial y}{\partial x}\right)_z}

59Question

Quel produit de dérivées partielles vaut −1-1 pour trois variables liées implicitement ?

Réponse

(∂x∂y)z(∂y∂z)x(∂z∂x)y=−1\left(\frac{\partial x}{\partial y}\right)_z\left(\frac{\partial y}{\partial z}\right)_x\left(\frac{\partial z}{\partial x}\right)_y=-1

60Question

Quelle est la formule du coefficient de dilatation isobare α\alpha ?

Réponse

α=1V(∂V∂T)P\alpha=\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)_P

61Question

Qu’est-ce qu’une transformation irréversible ?

Réponse

Une transformation qui ne répond pas aux critères de réversibilité ou comporte des états intermédiaires hors équilibre.

62Question

Quelle température reste constante lors d’une transformation monotherme ?

Réponse

La température extérieure.

63Question

Quel transfert thermique a lieu lors d’une transformation adiabatique ?

Réponse

Aucun transfert thermique entre le système et l’extérieur.

64Question

À quoi correspond le travail élémentaire δW\delta W ?

Réponse

Au travail effectué au cours d’une transformation infinitésimale.

65Question

Comment s’écrit le travail d’une force de A à B le long de C ?

Réponse

WA→B,C=∫A→B,CF⃗⋅dℓ⃗W_{A\to B,C}=\int_{A\to B,C}\vec{F}\cdot d\vec{\ell}

66Question

Quelle relation lie PP et PextP_{\mathrm{ext}} lors d’une transformation quasistatique ?

Réponse

P=PextP=P_{\mathrm{ext}}

67Question

Quel est le travail total lors d’une transformation isochore ?

Réponse

W=0W=0

68Question

Que représente la chaleur élémentaire δQ\delta Q ?

Réponse

La chaleur échangée au cours d’une transformation infinitésimale.

69Question

Comment détermine-t-on généralement la chaleur échangée ?

Réponse

À partir de bilans d’énergie.

70Question

De quoi dépendent le travail et la chaleur échangés ?

Réponse

Du chemin suivi.

71Question

Comment définit-on la capacité thermique à volume constant CvC_v ?

Réponse

Cv=(∂U∂T)VC_v=\left(\frac{\partial U}{\partial T}\right)_V.

72Question

Quelle intégrale donne ΔU\Delta U lors d’une transformation isochore ?

Réponse

ΔU=∫TiTBCv dT\Delta U=\int_{T_i}^{T_B}C_v\,dT.

73Question

Quelle relation donne la chaleur en régime quasistatique isochore ?

Réponse

δQ=dU=Cv dT\delta Q=dU=C_v\,dT.

74Question

Comment définit-on l’enthalpie HH ?

Réponse

H=U+PVH=U+PV.

75Question

Qu’est-ce que la calorimétrie ?

Réponse

Une technique expérimentale de mesure des échanges de chaleur par les variations de température dans un calorimètre calorifugé.

76Question

Comment la méthode des mélanges détermine-t-elle une capacité thermique inconnue ?

Réponse

Elle met la substance à mesurer en contact avec une substance de référence à une température différente dans un calorimètre, puis utilise la température finale d’équilibre.

77Question

Comment la méthode électrique détermine-t-elle une capacité thermique ?

Réponse

Elle chauffe le système avec une résistance électrique et mesure sa variation de température.

78Question

Comment mesure-t-on l’enthalpie de réaction ΔrH\Delta_rH en calorimétrie ?

Réponse

On réalise la réaction dans un calorimètre et on mesure les températures initiale et finale.

79Question

Quel est le signe de WW lors d’une compression avec VA>VBV_A>V_B ?

Réponse

W>0W>0.

80Question

Quelle relation donne la variation d’énergie interne d’un gaz parfait entre TiT_i et TBT_B ?

Réponse

ΔU=Cv(TB−Ti)\Delta U=C_v(T_B-T_i)

81Question

Comment définit-on le facteur adiabatique γ\gamma d’un gaz parfait ?

Réponse

γ=Cp,mCv,m\gamma=\frac{C_{p,m}}{C_{v,m}}

82Question

Quelle expression donne Cp,mC_{p,m} en fonction de γ\gamma et de RR ?

Réponse

Cp,m=γγ−1RC_{p,m}=\frac{\gamma}{\gamma-1}R

83Question

Lors d’une transformation adiabatique réversible d’un gaz parfait, que vaut la chaleur échangée QQ ?

Réponse

Q=0Q=0.

84Question

Quelle relation régit la variation de l’énergie totale d’un système thermodynamique fermé ?

Réponse

ΔE=W+Q\Delta E = W + Q

85Question

Que se passe-t-il pendant le changement d’état d’un corps pur ?

Réponse

Deux phases coexistent à pression et température constantes, avec un échange de chaleur reçu ou cédé selon le sens du changement.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 37 questions sur Thermodynamique.

1. Une équipe choisit un piston contenant un gaz pour en étudier la pression et le volume, en le distinguant de l’air ambiant : que constitue le gaz étudié ?

2. Un récipient laisse passer de la chaleur à travers ses parois, mais aucune matière ne franchit sa frontière : comment classer ce système ?

Faire le QCM →

Consultez la fiche

Révisez le cours complet dans la fiche de révision de Thermodynamique.

Voir la fiche →

Cours similaires

Crée tes propres flashcards

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

Générateur de flashcards