La pompe à vélo qui chauffe

Exercice · niveau 2 · thermodynamique (MPSI), chapitre 4 — Travail et transferts thermiques

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 $\Rightarrow d V < 0 \Rightarrow δ W = - P_{ext} d V > 0$ : le gaz reçoit du travail.

2. Un geste rapide ne laisse pas le temps aux échanges thermiques : la transformation est quasi adiabatique ( $Q \approx 0$ ).

3. Sans évacuation de chaleur, le travail reçu augmente l'énergie interne du gaz (chapitre 5), donc sa température : le gaz (et la pompe) chauffe.

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.