Thermodynamique

Récipient à 2 compartiments (Enac QCM 2004)

Q1 Un récipient à parois adiabatiques est séparé en deux compartiments par une paroi adiabatique. Dans l'état d'équilibre initial, chaque compartiment contient un gaz parfait diatomique dont on notera respectivement et les capacités thermiques molaires à pression et à volume constants et R la constante des gaz parfaits. On désigne respectivement par ,, et , , le nombre de moles, la pression et la température des gaz contenus dans les compartiments (1) et (2) (cf. figure ci-contre).

La paroi séparant les deux compartiments est supprimée. Calculer la température finale du mélange des deux gaz à l'équilibre. On supposera que le mélange des deux gaz se comporte également comme un gaz parfait.

A) B) C) D)

Q2

Exprimer la pression finale du mélange.

A) B)

C) C)

Q3

Exprimer les pressions finales et de chacun des gaz dans le mélange en fonction de , et .

A) et B) et

C) et D) et

Q4

Calculer la variation d'entropie du système constitué par l'ensemble des deux gaz parfaits en fonction de , , , et lorsque .

A) B)

C) D)

Q5

Calculer la variation d'entropie du système constitué par l'ensemble des deux gaz parfaits lorsque

, et .

A) B) C) D)

Q6

Calculer la variation d'entropie du système constitué par l'ensemble des deux gaz parfaits lorsque et et lorsque les molécules qui remplissent chaque compartiment sont identiques.

A) B) C) D)