Qu'est-ce que la thermodynamique étudie ?
Les lois régissant les transferts d’énergie entre différents systèmes.
Que décrit la thermodynamique classique ?
Les états initial et final ainsi que le bilan énergétique d’un système.
Que relie la thermodynamique statistique ?
Les variables macroscopiques au mouvement des particules.
Quels phénomènes la thermodynamique étudie-t-elle concernant l’énergie ?
Le stockage de l’énergie dans les corps et les transformations impliquant la chaleur et le travail.
Qu'est-ce qu'un système thermodynamique ?
Une portion de l’univers choisie pour être étudiée, délimitée par une surface.
Qu'est-ce qui distingue un système homogène d'un système hétérogène ?
Un système homogène contient une seule phase, un hétérogène plusieurs phases.
Qu'échange un système isolé avec l'extérieur ?
Il n’échange ni matière ni énergie.
Qu'échange un système fermé avec l'extérieur ?
Il échange uniquement de l’énergie.
Qu'échange un système ouvert avec l'extérieur ?
Il échange de la matière et de l’énergie.
Qu'est-ce qu'une variable extensive ?
Une variable qui dépend de la quantité de matière et est additive.
Qu'est-ce qu'une variable intensive ?
Une variable qui ne dépend pas de la quantité de matière et n’est pas additive.
Qu'est-ce qu'une transformation réversible en thermodynamique ?
Une transformation réversible se déroule infiniment lentement par une suite d’états d’équilibre.
Qu'impose la réversibilité sur le chemin d'une transformation ?
Elle peut être parcourue en sens inverse par le même chemin.
Qu'est-ce qui caractérise une transformation irréversible ?
Elle est rapide ou brutale et ses variables d’état ne sont pas définies à chaque instant.
Une transformation irréversible admet-elle un chemin de retour ?
Non, elle n’admet pas de chemin de retour.
Quelle différence existe-t-il entre une transformation ouverte et une transformation cyclique ?
Une transformation ouverte aboutit à un état final différent de l’état initial, une cyclique ramène au même état.
Que maintient constante une transformation isotherme ?
Elle maintient la température constante.
Que maintient constante une transformation isobare ?
Elle maintient la pression constante.
Que caractérise une transformation adiabatique ?
Elle s’effectue sans échange de chaleur.
Qu'est-ce qu'un état d'équilibre thermodynamique ?
Un état où les variables d'état sont constantes et bien définies.
Quelle est l'équation d'état d'un gaz parfait ?
PV = nRT.
Que dit le principe zéro de la thermodynamique ?
Deux systèmes en équilibre thermique avec un troisième sont en équilibre entre eux.
Quelle est l'unité SI de la température ?
Le kelvin.
Comment calcule-t-on la température absolue en kelvin ?
T(K) = T(°C) + 273,15.
Comment définit-on la pression en physique ?
La pression est une force par unité de surface.
Quelle est la formule de la pression ?
P = F/S.
Quelle est la valeur en pascals d'une atmosphère standard ?
1 atm = 101325 Pa.
Quelle est la différence microscopique entre travail et chaleur ?
Le travail est une énergie échangée de manière ordonnée, la chaleur de manière désordonnée.
Dans quelle unité s'expriment travail et chaleur ?
Ils s'expriment en joules.
Le travail et la chaleur sont-ils des fonctions d'état ?
Non, ils ne sont pas des fonctions d'état.
De quoi dépendent le travail et la chaleur lors d'une transformation ?
Ils dépendent du chemin suivi par la transformation.
Dans quel sens la chaleur s'écoule-t-elle spontanément ?
Elle s'écoule d'une source chaude vers une source froide.
Quelle formule exprime la chaleur sensible en fonction de la masse ?
dQ = m c dT.
Quelle formule exprime la chaleur sensible en fonction de la quantité de matière ?
dQ = n c dT.
Quelle formule exprime la chaleur latente lors d'un changement d'état ?
dQ = m L.
Qu'est-ce que l'énergie interne U d'un système ?
La somme des énergies cinétiques microscopiques et potentielles d'interaction des particules.
Qu'arrive-t-il à l'énergie interne d'un système lorsqu'il reçoit de l'énergie ?
Elle augmente.
Quelle est l'expression du premier principe pour un système fermé au repos ?
ΔU = Q + W.
Que démontre James Prescott Joule en 1843 avec un calorimètre ?
La chaleur reçue équivaut au travail mécanique fourni.
Comment est définie l'enthalpie H ?
H = U + PV.
À quoi correspond la variation d'enthalpie ?
À la variation d'énergie interne plus celle du produit pression-volume.
Que correspond à la variation d'énergie interne à volume constant ?
La chaleur échangée Q_V.
Que correspond à la variation d'enthalpie à pression constante ?
La chaleur échangée Q_P.
Que mesure la capacité calorifique à volume constant C_V ?
La chaleur nécessaire pour augmenter d’un degré la température à volume constant.
Que mesure la capacité calorifique à pression constante C_P ?
La chaleur nécessaire pour augmenter d’un degré la température à pression constante.
Quelle est la formule du coefficient adiabatique γ pour un gaz parfait ?
γ = C_P / C_V > 1.
Quelle relation de Laplace lie pression et volume pour un gaz parfait ?
PV^γ = constante.
Quelle condition doit remplir un gaz pour que les relations de Laplace soient valables ?
Être un gaz parfait de composition constante.
Sous quelles conditions les transformations adiabatiques sont-elles réversibles selon les relations de Laplace ?
La transformation doit être adiabatique et réversible.
Qu'est-ce que l'entropie S en thermodynamique ?
Une fonction d'état extensive prédisant le sens naturel d'évolution d'un système.
Comment s'exprime la variation élémentaire d'entropie dS ?
dS = d_eS + d_iS, échanges extérieurs plus phénomènes internes.
Que représente d_eS dans la variation d'entropie ?
La partie provenant des échanges avec l'extérieur.
Quelle est la formule de la variation d'entropie pour une transformation réversible ?
dS = δQ_rev / T.
Que vaut ΔS' pour une transformation irréversible dans un univers isolé ?
ΔS' est strictement positive.
Que vaut ΔS' pour une transformation réversible dans un univers isolé ?
ΔS' est nulle.
Que vaut ΔS' pour une transformation impossible sans intervention extérieure ?
ΔS' serait négative.
Quelle est la affirmation de Clausius sur le transfert de chaleur spontané ?
La chaleur ne passe pas spontanément d'un corps froid à un corps chaud.
Qu'est-ce qu'une machine thermique ?
Un dispositif où un agent thermique subit un cycle pour convertir de l'énergie.
Quelle condition caractérise un moteur thermique par rapport au travail W ?
Un moteur thermique fournit du travail avec W<0.
Quelle condition caractérise un récepteur thermique par rapport au travail W ?
Un récepteur thermique reçoit du travail avec W>0.
Que vaut ΔU dans un cycle monotherme ?
ΔU=0 dans un cycle monotherme.
Que vaut ΔS dans un cycle monotherme ?
ΔS=0 dans un cycle monotherme.
Quelle inégalité impose le deuxième principe dans un cycle monotherme ?
Le deuxième principe impose Q≤0.
Quelles sont les valeurs de Q et W dans un cycle monotherme réversible ?
Q=0 et W=0 dans un cycle monotherme réversible.
Quelle relation lie Q_F, Q_C, T_F et T_C dans un cycle ditherme réversible ?
Q_F/T_F + Q_C/T_C = 0 dans un cycle ditherme réversible.
Qu'est-ce que le cycle de Carnot ?
Un cycle fermé réversible avec deux isothermes et deux adiabatiques réversibles.
Quel rendement le cycle de Carnot fournit-il pour un moteur thermique ?
Le rendement maximal possible entre deux sources de chaleur.
Quelle est la formule du coefficient de performance d'un réfrigérateur ditherme réversible ?
COP_R = 1 / (1 - T_F / T_C).
Comment s'exprime le coefficient de performance d'une pompe à chaleur ditherme réversible ?
COP_P = 1 / (1 - T_F / T_C).
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