Travaux dirigés de thermodynamique - 1ère année de CPGE scientifique, voie PCSI, Machines thermiques

Nathalie Van De Wiele

Description

Série de travaux dirigés de thermodynamique, avec réponses, basée sur le programme de physique de 1ère année de CPGE voie PCSI en vigueur de 1995 à 2003. Ce module est composé de 7 activités : (1) Bases de la thermodynamique (2) Statique des fluides (3) Diffusion des particules (4) Premier principe (5) Deuxième principe (6) Corps pur diphasé en équilibre (7) Machines thermiques

Sujets

• Classe préparatoire aux grandes écoles
• Cours
• Public Readiness and Emergency Preparedness Act
• exercices

Informations

• Publié par: exercices-cpge
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 455
• Licence : En savoir +
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• Langue: Français

Extrait

Nathalie Van de Wiele  Physique Sup PCSI  Lycée les Eucalyptus  Nice Série d’exercices 28 SERIE D’EXERCICES N° 28 : THERMODYNAMIQUE : MACHINES THERMIQUES Exercice 1 : cycle de Carnot. Un gaz parfait décrit un cycle de Carnot réversible. Etablir le rendement du moteur thermique en fonction de T 1 , température de la source chaude, et de T 2 , température de la source froide. Exercice 2 : cycle triangulaire. On considère le cycle réversible cidessous décrit par un gaz parfait. 1. Dans quel sens ce cycle doit il être parcouru pour que le fonctionnement soit de type moteur ? C P 2. Calculer le rendement en fonction degconstant.= supposé C V Application numérique :g= 1,4 .

Exercice 3 : cycle de Brayton. Un cycle de Brayton est formé de deux adiabatiques et de deux isobares alternées, ainsi que représenté cidessous. Le cycle est supposé réversible, il est décrit dans le sens moteur par un gaz parfait. Pour ce gaz parfait,g est supposé constant. P 2 On pose a = . Calculer le rendement en fonction de a etg. P 1 Application numérique : a = 8 ;g= 1,4 .

Exercice 4 : cycle de Stirling. Un cycle de Stirling est formé de deux isothermes et de deux isochores alternées, ainsi que représenté cidessous. Le cycle est supposé réversible ; il est décrit dans le sens moteur par ungazparfait. Pour cegazparfaitg est supposé constant.

V 2 1. En fonction des températures T 1 T et 2 et de a = , du taux de compression R etn , g,établir les expressions : V 1 a) de la quantité de chaleur Q 1  reçue par le système au cours d’un cycle moteur réversible ; b) de la quantité de chaleur Q 2 ; cédée par le système au cours d’un cycle moteur réversible c) du rendement thermodynamique de ce cycle. 2. Quelle est l’expression du rendement du cycle de Carnot réversible correspondant (c’est à dire utilisant des sources dont les températures sont égales aux températures extrêmes précédentes) ? 3. Comparer les deux rendements et montrer que le sens de l’inégalité est indépendant des valeurs numériques des paramètres.