Exercice : Gaz parfait contenu dans un cylindre fermé par un piston mobile.
On considère un système formé de N moles de gaz parfait, contenues dans un cylindre fermé par un piston mobile. On suppose qu'il n'y a pas d'échange de chaleur avec l'extérieur. Le gaz est dans l'état 1 : (T1, P1, V1).
On augmente d'un seul coup la pression extérieure pour la faire passer à la valeur P2. On attend qu'un nouvel état d'équilibre s'installe (état 2). On revient ensuite tout aussi brutalement à la pression initiale P1, et on attend à nouveau l'établissement de l'état d'équilibre (état 3).
Question
Le système revient-il dans son état initial ? (l'état 3 est-il identique à l'état 1 ?).
Répondre sans calcul.
Question
Calculez la température et le volume du système dans les états 2 et 3 en fonction du taux de compression α=P2/P1
On admettra que l'équation d'état[1] du gaz parfait est : PV=NRT et que l'énergie interne s'exprime par : U=Ncv(T−T0) avec cv=52R (pour un gaz diatomique comme de l'air).