Title: PTE / Physique / Thermodynamique / Physique - Description microscopique et macroscopique d'un système thermodynamique à l'équilibre - PTSI
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Q: Définir le libre parcours moyen.
A: On appelle libre parcours moyen, noté l_p, la distance moyenne parcourue par les particules du fluide entre deux chocs successifs.

Q: Donner la notation et la definition des grandeurs intensives et la propriété associée en rapport avec les grandeurs extensives.
A: Le rapport de deux grandeurs extensives est une grandeur intensive : si G est une grandeur extensive, alors on note:
-G_m = G/n   la grandeur intensive molaire.
-g = G/m   la grandeur intensive massique

Q: Enoncer le principe zéro de la thermodynamique.
A: Le principe zéro de la thermodynamique stipule:
- qu'un corps en équilibre thermique possède la même température en chacun de ses points
- que deux corps mis en contact prolongé se mettent en équilibre thermique
- que deux corps en équilibre thermique avec un troisième se trouvent en équilibre thermique entre eux.

Définir la force de pression et énoncer la propriété associée.

Q: Donner les conditions CNTP et CSTP.
A: CNTP = Conditions normales de température et de pression
Dans ces conditions: T = 273K et P = 1 atm
CSTP = Conditions standard de température et de pression
Dans ces conditions: T = 298K et P = 1 bar
Mnémotechnique:
Les NORMALIENS c'est des brutes, les données brutes = les données sans artifice, atm = nature, 0°C mmmh logique
Les (stand)ARTS c'est des ingé classiques, les données classiques = 20°C, pression en bar

Q: Donner la condition associée à l'approximation des gazs parfaits.
A: Les gazs réels ont un comportement qui se rapproche de celui du modèle du gaz parfait lorsque le volume qui leur est offert est grand et que la pression qui règne dans l'enceinte est faible. On se placera donc en basse pression: P < 1 bar

Q: Enoncer la loi de Dalton
A: Pour un mélange de gazs parfaits:
P_tot=somme(Pi)

Q: Définir la notion de vitesse quadratique moyenne.
A: On appelle vitesse quadratique moyenne notée u la grandeur:
u = sqrt(<v.v>)

Q: Enoncer la propriété associée à la vitesse quadratique moyenne.
A: <v_x^2>=<v_y^2>=<v_z^2>=u^2/3

Définir l'énergie cinétique de translation d'une particule (on devra passer par la définition de température cinétique).

Q: Définir la densité particulaire.
A: La densité particulaire est la même en tout points du récipient lorsqu'il y a répartition homogène des particule:
n^✡ = N/V (en fait c'est une étoile normale mais c'est drôle de mettre l'étoile de David)

Q: Définir:
l'énergie interne d'un gaz parfait monoatomique
l'énergie interne molaire d'un gaz parfait (1ère loi de Joule)
A: [latex]L'énergie interne d'un gaz parfait MONOATOMIQUE est une grandeur extensive qui ne dépend que de la température.
$U(T) = N \frac{1}{2} m_p u^2 = N \frac{3}{2} k_B T = \frac{3}{2} n R T$
Pour un gaz parfait, l'énergie interne molaire ne dépend que de la température (1ère loi de Joule):
$U__m(T)= \frac{k}{2}*RT$ ($k=3$ si gaz parfait monoatomique et $k=5$ si gaz parfait diatomique)[/latex]

Q: Définir la capacité thermique à volume constant. Définir les grandeurs intensives associées.
A: On appelle capacité thermique à volume constant d'un système fermé la grandeur extensive C_V:
C_V(T) = dU/dT
On définit les grandeurs intensives associées:
-la capacité thermique molaire à volume constant: C_V,m = C_V/n
-la capacité thermique massique à volume constant: C_v= C_V/m

Q: Définir ce qu'est une phase et phase uniforme lorsque l'on parle de propriétés physiques dans l'espace.
A: On appelle phase une région de l'espace où les grandeurs intensives varient continuement en fonction des coordonnées de l'espace.
Une phase est dite uniforme lorsque les grandeurs intensives ont la même valeur en tout point de l'espace.

Q: Définir une phase condensée idéale.
A: Une PCI peut etre liquide ou solide, on peut faire l'approximation qu'elles sont indilatables et incompressibles.

Q: Définir les deux "vapeurs" dont il est question dans le premier cours de thermodynamique.
A: En présence de la phase gazeuse uniquement, P<P_sat et on parle de vapeur sèche
Lorqu'il y a coexistence de la phase liquide et de la phase gazeuse, on parle de vapeur saturante

Q: Définir la compressibilité
A: [latex]$\chi_T = -\frac{1}{V}(\frac{dV}{dP})_T$[/latex]

Définir les courbes associées aux extrémités des paliers repérés sur le réseau d'isothermes d'Andrews

Q: Définir le titre massique en vapeur.
A: Le titre massique en vapeur se défini par x_v=m_v/m
où m désigne la masse totale du corps et m_v la proportion en masse de vapeur

Q: Donner la definition du volume massique
A: v = V/m

Q: Donner la formule pour la variation d'énergie interne.
A: U(T) = C_V*ΔT = C_V(T_f - T_i) = n*C_V,m(T_f - T_i)
où C_V est la capacité thermique
C_V,m est la capacité thermique molaire

Q: Savoir convertir les bar, les atm et les Pa
A: 1 atm = 1.013 bar = 1.013.10^5 Pa

Savoir démontrer succintement x_v = (v-v_L)/(v_v-v_L)

Q: Que peut-on dire sur l'énergie interne d'une PCI
A: On fait l'approximation que U_PCI(T) ne dépend que de T !
Rappelons par ailleurs que C_V = dU/dT et ΔU = C_VdT

Q: Savoir différencier un système fermé et un système isolé.
A: Un système est dit isolé si il n'y a aucun échange de matière ou d'énergie possible avec le milieu extérieur.
Un système est dit fermé si il n'y a aucun échange de matière possible avec le milieu extérieur.

Q: Définir des parois diathermes.
A: Des parois sont dites diathermes ou diathermanes si elles permettent les échanges de chaleur.

Q: Quelle est la valeur de la capacité thermique massique de l'eau ?
A: c_eau = 4.18 kJ.kg^-1.K^-1

Q: Définir la densité d'un gaz parfait.
A: [latex]Pour un gaz parfait, on a: \fbox{$d = \frac{masse\; d'un\; volume\; du\; gp}{masse\; du\; meme\; volume\; du\; gp_{ref}}$}[/latex]

Q: [latex]Définir $C_v$ et $C_p$.[/latex]
A: [latex]
$C_v = \frac{dU}{dT}$
$C_p = \frac{dH}{dT}$
[/latex]