Forum Prepas.org

Bonjour tout le monde j'ai un petit problème pour comprendre quand est ce qu'on peut se permettre d'utiliser l'enthalpie en thermodynamique, voilà un exemple :

Je suis sur un exercice où il y a une "tuyère de section variable calorifugée dans laquelle l'air acquiert une vitesse c importante"
Le fluide circulant est de l'air considéré comme gaz parfait
État d'entrée: 2,5 bar, 955K
État de sortie : 1 bar, 735K

Il faut ici utiliser l'enthalpie, dire que ∆h + ∆energie cinétique = 0
Et on trouve c en utilisant donc l'enthalpie... Car Q est nul (calorifugé)
Je ne vois pas ce qui justifie son utilisation ici. L'hypothèse d'une évolution isobare n'est pas respectée ici, vu que la pression du gaz diminue entre les deux états, et il me semble que c'est ce qui est nécessaire pour utiliser l'enthalpie non?

Quelles sont les hypothèses pour pouvoir utiliser l'enthalpie comme ceci ∆H + ∆E = Q (et éventuellement W' le travail utile) de manière générale ?

Édit: j'y ai réfléchi et en fait c'est possible que ce n'est que l'application du premier principe industriel pour l'air traversant la tuyère... Mais j'aimerai toujours qu'on m'explique quand peut on utiliser l'enthalpie ^^

Merci et bonne journée à vous

Ce n'est en effet qu'une application directe du premier principe de la thermodynamique en écoulement permanent qui, comme son nom l'indique, s'applique en régime permanent. La fonction H est une fonction d'état, extensive, additive, qui s'applique généralement pour des transformations isobores, monobares et pour des écoulements permanents. Elle s'utilise aussi pour calculer des énergies de dissociation ou de formation de liaisons, pour des énergies mises en jeu lors de changement d'état, et pour des réactions chimiques. Elle peut aussi s'utiliser pour établir l'équation de conservation de l'énergie et l'équation de la chaleur (ou équation de diffusion thermique).

il s’agit du premier principe industriel
je cite le programme de PCSI

Utiliser le 1er principe dans un écoulement
stationnaire sous la forme
$ h_2-h_1=w_u+q $
, pour étudier une machine thermique .

il est fort possible que tu le revois en deuxième année mais c'est bien au programme de PCSI ...

Merci bien pour vos réponses mais quelles sont les hypothèses nécessaires à l'utilisation de l'enthalpie comme ceci:
∆H = Q
Il faut une transformation isobare ? Il me semble qu'il y a des hypothèses moins fortes qui permettent son utilisation

transformation monobare sans travail utile normalement

Kieffer Jean a écrit : ↑

01 oct. 2017 15:12

transformation monobare sans travail utile normalement

Sous réserve que l'équilibre de la pression avec le milieu extérieur soit réalisé dans l'état initial et dans l'état final du système.

Oui ok avec EFP, quant on fait la démo on se rend compte qu'il faut $ p_\text{ext}=\text{cst} $ et $ p_\text{ini} = p_\text{finale} = p_\text{ext} $. On a alors $ \Delta H = Q + W_\text{autre\,que\,les\,forces\,de\,pression} $.

Donc par exemple dans le cas d'une masse que l'on pose sur un piston, on a bien une transformation monobare mais comme dans l'état initial on n'a pas $ p=p_\text{ext} $, et bien on ne peut pas utiliser cette version avec $ H $.

Ah oui je vois mieux!
Il faut l'équilibre mécanique au début et à la fin pour dire que p(système) = p(extérieur) dans les deux cas,
Monobare pour que ∆H = ∆U + p∆V = Q soit la formule donnée lorsqu'on fait passer le travail à gauche dans le premier principe, et p(ext) = constante pour effectivement avoir ∆U + p∆V

Merci beaucoup