0016-1ACh2. Compression isotherme ou Monotherme ?

Note culturelle :

En Thermodynamique, une transformation monotherme est un processus qui s’effectue dans un système à température extérieure constante (Text = Cte, pendant tout le processus). La température du système peut varier, voire ne pas être définie si le système n’est pas à l’équilibre thermique, cependant  le système dans son état d’équilibre final revient à la température extérieure (Text = Cte).

Il faut distinguer une transformation monotherme d’une transformation isotherme au cours de laquelle la température du système est définie et reste constante. La différence entre monotherme et isotherme est à rapprocher de celle existant entre monobare et isobare.

Un gaz parfait est enfermé dans un cylindre à l’intérieur duquel peut coulisser (sans frottement) un piston de masse négligeable. La température est T1 = Text = 293 K, la pression est P1 = Pext = 1atm et le volume est V1 = 5L. La paroi du cylindre est bonne conductrice de la chaleur, ce qui fait qu’à l’équilibre la température du gaz est toujours Text = 293 K. On rappelle que 1atm = 1,013. 105 Pa.

1-) En appuyant sur le piston, on augmente très lentement la pression jusqu’à P2 = 10atm. Calculer V2, T2, ΔU et Q (voir figure ci-dessous).

2-) On passe maintenant brusquement de P1 à P2 en plaçant sur le piston une masse adéquate. Calculer les mêmes grandeurs (voir figure ci-dessous).

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