0043-2ACh3. Cycle Monotherme

On dispose d’une seule source de chaleur à la température TA =300 K. On considère l’hélium (supposé parfait, γ =5/3) dans l’état initial A: volume VA =10 L, pression PA = 1 atm, température TA =300 K. L’objectif de cet exercice est de montrer qu’il est impossible d’après le second principe, de fournir du travail à partir d’une seule source de chaleur.

On opère les transformations suivantes :

  • Transformation adiabatique réversible AB ; à l’état B, le volume du gaz est VB = 20 L ;
  • Transformation isochore BC amenant le gaz à température TA et une pression PC < PA ;
  • Transformation isotherme réversible CA ramenant le gaz aux conditions initiales.

1-) Représenter le cycle dans un diagramme (P,V)

2-) Calculer les travaux et quantités de chaleur échangés au cours de chaque transformation

3-) Vérifier ainsi les conséquences du second principe de la thermodynamique pour les transformations Monothermes

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