On considère deux réservoirs identiques aux parois rigides et parfaitement thermofuges. Ils communiquent par un tube à robinet. On note
le volume d'un réservoir. À l'état initial le compartiment noté A contient une mole de gaz parfait à la température
et le compartiment B est vide. La pression initiale est notée
.
On ouvre le robinet. Le gaz se répartit dans les deux réservoirs, et atteint un nouvel équilibre thermodynamique. On note
la température finale et
la pression finale.
Question 1
Expliciter pour le gaz parfait la variation d'énergie interne
, le travail des forces de pression
et le transfert thermique
qui accompagnent éventuellement la transformation. Déterminer
,
et
en fonction des données et faire les applications numériques.
Question 2
Exprimer puis calculer numériquement la variation d'entropie
du gaz parfait lors de cette détente de Joule & Gay-Lussac.
Question 3
En déduire la variation d'entropie de l'Univers
. Ce résultat précédent est-il conforme au second principe de la thermodynamique ? Justifier.
