thermodynamique et statique des fluides (PCSI) · Chapitre 4 · Application directe du cours
La pompe à vélo qui chauffe
Travail et transferts thermiques · niveau 2
Énoncé
En gonflant un pneu, le corps de la pompe devient chaud.
- En comprimant l'air, le travail reçu par le gaz est-il positif ou négatif ?
- Le geste étant rapide, l'échange thermique avec l'extérieur a-t-il le temps de se faire ? Comment qualifie-t-on alors la transformation ?
- Relier qualitativement le travail reçu à l'échauffement du gaz.
Corrigé
1. Compression : le gaz reçoit du travail.
2. Un coup de pompe dure une fraction de seconde, bien moins que le temps qu'il faut à l'air pour se mettre à la température des parois : la transformation est quasi adiabatique ().
3. L'air reçoit de l'énergie sous forme de travail et ne peut presque rien en céder par transfert thermique : cette énergie reste dans le gaz, l'agitation de ses molécules augmente, sa température monte ; le corps de la pompe chauffe ensuite à son contact. Le premier principe (chapitre suivant) rendra ce raisonnement quantitatif.
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