ENTROPIE TH3.1 compression et détente d’un gaz Un gaz parfait idéal (γ = 1.4)est initialement dans l’état Eo (Po =1 bar Vo = 1 L To= 300 K). On le comprime en exerçant très progressivement une force sur le piston jusqu’à la pression P1 = 5 bar en le maintenant en contact avec un thermostat à To, on note E1 l’état. On lâche le piston l’équilibre mécanique est atteint rapidement on note E2 l’état. au Po bout d’un temps long, l’équilibre thermique est atteint on note E3 l’état correspondant. 1- Préciser la nature de ces trois transformations. Déterminer E1, E2 et E3. To 2- Faire le bilan d’entropie pour ces trois transformations. Quelle est la variation d’entropie du thermostat? TH3.2 Gaz enfermé dans un récipient Un gaz parfait idéal d’état (Po, Vo, To) est enfermé dans un cylindre vertical muni d’un piston de section S et de masse négligeable. On pose une masse M sur le piston, on attend l’équilibre noté E1 puis on retire la masse et on note E2 le nouvel équilibre. Po est la pression de l’atmosphère et To sa température. Données: Vo=1L, To=300K, Po=1 Bar, P1= 2 Bar et γ=1.4. 1- Dans le cas où le piston et le cylindre sont calorifugés , déterminer les états d’équilibres et faire le bilan d’entropie pour ces deux transformations. 2- On suppose maintenant que l’on pose n petites masses M/n en partant de l’état Eo. Déterminer l’état final et faire le bilan d’entropie dans le cas où les parois sont calorifugées. Dans le cas où n→∞, on peut montrer que Sc→0, commenter TH3.3 réchauffement d'un liquide on désire élever la température d’une masse m=100 g d’eau de capacité c= 4.18 kJ kg-1 de To= 10°C à T= 50°C , on la met en contact avec un thermostat de température T. 1- Quelle est l’entropie crée au cours de ce réchauffement? 2- On met l’eau de température To en contact avec un thermostat à température T’ =30 °C lorsque l’équilibre est atteint , on met l’eau en contact avec le thermostat à température T. Quelle est l’entropie crée? Commenter. TH3.4 équilibre entre deux solides

Deux solides de capacités thermiques identiques c et de températures initiales T1 et T2 sont mis en contact thermique. L’ensemble forme un système isolé. 1- déterminer la température d’équilibre Te et l’entropie crée Sc. 2- On note T et T’ les températures (supposées uniformes ) pendant la transformation des deux solides. a-exprimer T’ en fonction de T et Te. b- En déduire l’entropie totale en fonction de T et qu’elle est maximale à l’équilibre. TH3.5 Chauffage d’une pièce Un conducteur ohmique de résistance R est utilisé pour le chauffage d’une pièce de température To supposée constante en régime permanent de chauffage. On note T la température de la résistance en régime permanent lorsqu’il circule un courant I. La puissance thermique transférée entre deux corps de température T1 et T2 est modélisée par l’expression suivante Pth = k Σ (T1 -T2) avec Σ la surface de contact. 1- Que pensez-vous de l’entropie et de l’énergie interne de la résistance en régime permanent. En déduire la relation liant T à I. 2- Déterminer l’entropie crée pour la résistance par unité de temps en régime permanent. 3- Faire le bilan d’entropie pendant une durée t pour l’air de la pièce, en supposant que les pertes thermiques se font avec l’atmosphère à la température Ta on notera ∑a la surface de contact de la pièce avec l’extérieur.