Compression lente d'un gaz parfait,
 concours ENAC pilote 2016.

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Dix moles d’h�lium, gaz suppos� parfait, sont enferm�es dans les conditions usuelles de temp�rature (𝑇 ≈ 300 K) et de pression (𝑝 ≈ 105 Pa) dans un cylindre herm�tique aux parois diathermanes (qui permet les �changes d’�nergie par transfert thermique) muni d’un piston qui peut coulisser sans frottement. Pour l’exercice, on donne la valeur approximative de la constante des gaz parfaits, 𝑅 ≈ 8 J. K-1mol-1, et ln 2 ≈ 0,7.
 7. Quel est le volume 𝒱 occup� par le gaz ?
A) 0,24 m3 vrai ; B) 0,24 L ; C) 240 L vrai ; 240 m3.
PV = nRT ; V = nRT / P = 10 x8 x300 / 105=0,24 m3= 240 L.

8. Exprimer l’�nergie interne U et l’enthalpie H du gaz. On note n le nombre de moles.
 A) U = 1,5 n RT vraiB) U = 2,5 nRT ; C) H = 2,5 nRT vrai ; D) H = 3,5 nRT.
L'h�lium est un gaz inerte constitu� d'atomes d'h�lium.
L'�nergie interne d'un gaz monoatomique est U = 1,5 nRT.
H = U + PV = 1,5 nRT + nRT = 2,5 nRT.

  9. On effectue la transformation qui consiste � enfoncer le piston tr�s lentement, � temp�rature T constante, de sorte � diviser par deux le volume de gaz dans le cylindre. Que vaut alors la pression dans l’enceinte � la fin de la transformation ?
 A) La pression vaut 105 Pa. B) La pression vaut 5 104 Pa. C) La pression vaut 2 � 105 Pa vrai . D) On ne peut pas la d�terminer.
Transformation isotherme ; PV = Cste.
Si le volume est divis� par 2, la pression double.

10. Quel est le bilan �nerg�tique et enthalpique de cette transformation ?
A) DU = 0 ; DH = 0.  Vrai. B) DU > 0 ; DH < 0. C) DU < 0 ; DH > 0. D) On ne peut rien dire � priori..
Pour un gaz parfait, U et H ne d�pendent que de la temp�rature ( lois de Joule).
La temp�rature �tant constante, DU = 0 ; DH = 0.

11.  Que peut-on dire de la chaleur (ou transfert thermique) 𝑄 re�ue par le gaz au cours de la transformation ?
A) Q >0 ; B) Q = 0 ; C) Q < 0 vrai ; D) Q =DH
La compression fournit du travail au gaz W >0 et DU = W + Q = 0.
Q = -W ; Q < 0.

  12.  Que vaut environ le travail (ou transfert m�canique) W re�u par le gaz au cours de la transformation ?
A) W ~1,7 kJ ;  B) W ~ -1,7 kJ ; C) W = 0 ;  D) On ne peut rien dire a priori.
Transformation lente ( quasi-statique)

R�ponse E.





  
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