Capacités
thermiques d'un gaz parfait,
concours Ecole
Nationale de l'Aviation Civile 2025.
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d’intérêts.
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On
considère n moles d'un gaz parfait décrivant le cycle :
A --> B : compression isochore de volume VA.
B --> C : détente isotherme à la température TB = TC.
C --> A : compression isobare à la pression PC = PA.
Température à l'état A : TA ; volume à l'état C : VC.
DT = TC-TA ;
DV = VC-VA ;

19. Quelle est la variation d'énergie interne du gaz lors de la transformation A --> B ?
DUAB =CV(TB-TA)= CV(TC-TA)=CV DT.
Réponse C.
20. Quel est le travail WBC reçu par le gaz lors de la transformation B--> C ?
Les transformations étant supposées réversibles ( quasi-statiques) : P = Pext.

. Réponse A.
21. Exprimer le travail précédent en fonction de PA, VA, TA, DT et DV.
VC= DV+VA ; VC / VA = 1+DV / VA ;
nRTC =PCVC = PAVC car C--> A est une isobare.
nRTC =PA VA VC / VA ;
TA / VA = PA / (nR) =PC / (nR) =TC / VC =(DT+TA) / TA =1+DT / TA.
WBC= -PA VA(1+DT / TA) ln(1+DV / VA).
Réponse B.
22.
Que vaut le transfert thermique QBC reçu par le gaz lors de la transformation BC ?
On note DUBC la variation d'énergie interne du gaz au cours de cette transformation.
La transformation B --> C est isotherme : DUBC = 0.
QBC+WBC = 0.
Réponse B.
23. Exprimer QCA et WCA lors de la transformation CA. La transformation C --> A est isobare.
QCA = DHCA = CP(TA-TC)= -CPDT.

Réponses B et C.
24. Déterminer l'expression de DV/ DT en fonction de VA et TA puis en écrivant le bilan d'énergie interne sur le cycle, en déduire la relation entre CP et CV.
DV / VA = VC / VA-1 ; DT / TA = TC / TA-1 =VC / VA-1=DV / VA.
DV / DT =VA/ TA.
Relation entre les capacités thermiques d'un gaz parfait : CP-CV = nR ( relation de Mayer)
CP-CV =PAVA / TA =PADV / DT.
Réponses B et C.
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