0029-1ACh3. Rendement de cycle

Un réservoir contient un volume V0 d’un gaz parfait monoatomique (Cvm = 3R/2) à une  température T0 et une pression P0. On appelle U0 l’énergie interne de ce gaz dans cet état initial de référence.

On réalise la série de transformations suivantes:

  • De l’état 0 à l’état 1 (transformation a): échauffement isochore jusqu’à la température T1;
  • De l’état 1 à l’état 2 (transformation b): détente adiabatique (T2 = T0);
  • Retour de l’état 2 à l’état 0 (transformation c): compression isotherme.

1-) Préciser pour chaque transformation a, b et c, le travail et la chaleur échangés ainsi que l’énergie interne du gaz parfait dans les états 1 et 2 (notées U1 et U2) en fonction des seules données P0, V0, T0 et T1. Consigner tous les résultats dans le tableau ci-dessous.

2-) Représenter le cycle réalisé en coordonnées de Clapeyron et calculer son rendement η, défini par:

3-) Application numérique : calculer η pour T0 = 350 K et T1 = 600 K

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