THERMO 2 - description microscopique d'un système thermo et énergie interne

Question 1

agitation thermique

Answer 1

les composants microscopiques de la matière sont animés de mouvements désordonnés qui s’amplifient lorsque T° augmente (mvmt constant)

Question 2

libre parcours moyen lpm

Answer 2

distance moyenne parcourue par une particule entre 2 chocs successifs

Question 3

odg lmp

Answer 3

• gaz, T° et P usuels : lpm = 10⁻⁶m
• liquide lpm = 10⁻¹⁰m

Question 4

densité particulaire n*

Answer 4

n* = dN/dtau
syst homogène : n* = N/V

Question 5

vecteur vitesse moyen

Answer 5

<v> = 1/N somme vi
</v>

Question 6

vitesse moyenne

Answer 6

<||v||> = 1/N somme vi = vm

Question 7

vitesse quadratique moyenne

Answer 7

vq² = <v²> = 1/N somme vi²

Question 8

énergie cinétique moyenne

Answer 8

<EC> = 1/N somme 1 à N Ec,i = 1/N somme 1/2 * m * vi² = 1/2 * m * (1/N somme vi²) = 1/2 * m * vq²
</EC>

Question 9

propriétés fondammentales l’équilibre thermod

Answer 9

• distribution des vitesses est stationnaire
• distribution homogène
• distribution isotrope (aucune direction privilégiée)

Question 10

modèle du GP

Answer 10

• les molécules sont supp ponctuelles
• pas d’interzction à distance entre les particues
• absence de forces exterieures (poids des particules)

Question 11

GP monoatomique

Answer 11

constitué d’un seul type d’atome

Question 12

pression cinétique

Answer 12

dF = PdSvect n

Question 13

calcul de la pression cinétique d’un GP

Answer 13

analyse dimensionnelle
P = k m vq² n*
raisonnement quantitatif (à connaitre)

Question 14

température cinétique

Answer 14

<EC> = <1/2 m v²> = 1/2 m vq² = 3/2 kbT
</EC>

Question 15

constante de Boltzmann

Answer 15

kB = 1,38.10²³ J.K⁻¹

Question 16

EC gaz diatomique

Answer 16

5/2 kb T

Question 17

lien constante de Boltzmann et constante des GP

Answer 17

R = kB*Na

Question 18

compatibilité avec l’équation des GP

Answer 18

P = 1/3 n* vq² m or 1/2 m vq² = 3/2 kB T
P = n* kB T = N/V kB T = n Na kB T / V = nRT/V

Question 19

énergie interne U

Answer 19

U = Ec,micro + Ep,micro
Ec, micro : lié à l’agitation thermique
Ep, micro : energie potentielle d’intercation entre les particules

Question 20

propriétés de l’energie interne

Answer 20

• s’exprime en J
• fonction d’état indépendante des variables d’état : U = U(T,V)
• au cours d’une tranformation un EI à un EF la variation de l’energie interne ne dépend pas du chemin suivi delta U = UF - UI
• U est extensive : Us = U1 + U2
• Um = U/n J.mol⁻¹
• u = U/m Jkg⁻¹
• U(T,V) : dU = expression d rond

Question 21

capacité thermique à volume constant

Answer 21

caractérise l’energie à fournir à un système thermodynamqiue à volume constant pour aumenter sa T° d’un K
dU = cvdT
Cv en J.K⁻¹
à volume constant dV = 0
dU = CvdT

Question 22

propriétés

Answer 22

• si U ne dépend ue de T : Cv = dU/dT
• Cv extensive
• au cours d’une transfo à V = cst :
  delta U = intégrale (TI et TF) Vc dT
• cas où Cv ne dépend pas de T : delta U = Cv (TF - TI)

Question 23

1ère loi de Joule

Answer 23

GP:
gaz de particules ponctuelles sans interaction : Ep,micro = 0
U = Ec,micro
l’energie interne d’un GP ne dépend que de la T° donc U = U(T)

Question 24

Energie interne / GPM

Answer 24

U = 3/2 n RT (savoir démontrer)

Question 25

Energie interne / GPD

Answer 25

U = 5/2 n RT (saoir démontrer)

Question 26

Energie interne / PCII

Answer 26

V = Vo = cst
U(T,V) = U(T,Vo) = U(T)
donc Cv = dU/dT
dU = CvdT
Cv indép de T alors delta U = Cvdelta T

Question 27

odg c(eauliquide)

Answer 27

4,18 J.g⁻¹.K⁻¹