Vidéo de méthodologie de thermodynamique : détente de Joule Kelvin

Présentation de la détente de Joule-Kelvin ou Joule-Thomson et démonstration de la conservation de l'enthalpie.

[@JC70-kn5gs]

Vraiment très bien détaillé au niveau des hypothèses et du raisonnement. Leçon 100% comprise même 25 ans après la prépa ! Merci beaucoup.

[@mpsi2lyceecarnot]

Un grand merci pour votre commentaire.

[@pacvivien3141]

merci pour la vidéo c'est super bien expliqué :)

[@mpsi2lyceecarnot]

Merci beaucoup !

[@mathalks]

Bonjour, serait-il possible de faire une vidéo sur l'expression de la variation de l’énergie interne d'un système quand on est en diphasique(par exemple le cas liquide-vapeur). Merci d'avance.

[@mpsi2lyceecarnot]

Bonjour, je m'y attaque prochainement ! Bonne journée.

[@mathalks]

@@mpsi2lyceecarnot merci !!

Bonjour, Il y a détente, donc le volume augmente : 𝜮2 > 𝜮0 donc la vitesse de déplacement de 𝜮2 est supérieure à la vitesse de déplacement de 𝜮0 Pourquoi dites-vous qu'il n'y a pas de variation d'énergie cinétique ? Merci.

[@mpsi2lyceecarnot]

Bonjour, la variation d'énergie cinétique n'est pas rigoureusement nulle mais elle est négligeable ici car la diffusion est très lente. C'est une hypothèse de départ de notre détente.

@@mpsi2lyceecarnot Pas compris votre argument. Qu'elle soit rapide ou lente, la variation d'énergie cinétique est ce qu'elle est, ce n'est pas ça qui la rend négligeable. *Prenons un exemple :* Soit P2 = P1 / 2, alors V2 = 2 * V1, c'est à dire que le segment 𝜮2 est 2 fois plus long que le segment 𝜮0 S'il arrive un segment 𝜮0 chaque seconde, il repart un segment 𝜮2 chaque seconde. Comme le segment 𝜮2 est 2 fois plus long , il faut bien qu'il évacue 2 fois plus vite pour que ça ne bouchonne pas dans le tuyau. Même masse, une vitesse 2 fois plus grande, l'énergie cinétique Ec2 de 𝜮2 est 4 fois plus importante que celle de 𝜮0 : Ec2 = 4 * Ec0 *La variation d'énergie cinétique (ΔEc = Ec2 - Ec0 = 3 * Ec0) est tout sauf négligeable.* *Et la durée [rapide ou lente] n'est pas intervenue.*

[@mpsi2lyceecarnot]

Dans votre exemple, vous considérez la température constante pour trouver V2=2*V1. Or la température n'est constante pour cette détente que si la variation d'enthalpie est nulle (deuxième loi de Joule pour le gaz parfait). Or, on a conservation de l'enthalpie que si l'on néglige la variation d'énergie cinétique donc je ne comprends pas ce que vous cherchez à prouver avec votre raisonnement.

@@mpsi2lyceecarnot Bonjour. D'accord avec vous que le cas du GP n'était qu'un exemple parmi d'autres, mais c'était le plus simple pour illustrer ma question. De manière plus générale, comme il y a détente, V2 est supérieur à V1, donc l'énergie cinétique de 𝜮2 est très supérieure à celle de 𝜮0, c'est à dire que *la variation d'énergie cinétique est tout sauf négligeable.* D'où ma question première : pourquoi dites-vous qu'il n'y a pas de variation d'énergie cinétique ? Et cet exemple pour bien illustrer pourquoi je n'étais pas d'accord avec la réponse que ça viendrait de la lenteur de la diffusion, car la durée n'intervient pas dans la démonstration. *Autrement dit, n'y a-t-il pas là une contradiction dans la démonstration ?* Merci.

[@mpsi2lyceecarnot]

Bonjour, le plus simple pour s'en convaincre est de faire le calcul sans cette approximation. Vous allez tomber sur h1 + ec1 = h2 + ec2 autrement dit h2-h1 = ec1-ec2. Donc finalement, la variation d'énergie cinétique est à comparer à la variation d'enthalpie. On se rappelle que pour un gaz parfait ou une phase condensée idéale, on a h2-h1=cp(T2-T1). En prenant un gaz parfait classique, on aura une capacité massique de l'ordre du kJ.K^-1.kg^-1. Pour l'eau liquide, ce serait 4 kJ.K^-1.kg^-1. La variation d'enthalpie est donc largement majoritaire devant la variation d'énergie cinétique pour un écoulement lent. Il faudrait des variations de vitesse de l'ordre de 50 m/s pour que ce soit comparable à la variation d'enthalpie, ce qui n'est pas réalisable avec un petit obstacle comme dans une détente de Joule-Kelvin.

[@lumpi806]

schéma pas clair

[@mpsi2lyceecarnot]

Désolé je fais de mon mieux avec les couleurs pour clarifier mes propos.

[@ina8940]

Je pense que c'était Claire

[@ohpls4245]

C'était parfaitement lisible monsieur!