T3.1. Transformations réversibles couplées d'un gaz parfait.
 

1.Etat final.

A l'état final, il y a équilibre mécanique du piston :

Pb = Pa = 2Po

Le gaz parfait du compartiment B subit une transformation adiabatique réversible. D'après la loi de Laplace:

Tb = 363 K

Le volume du cylindre est :

V = 2Vo = Va + Vb

soit:

d'où:

.

Finalement:

Ta = 4To -Tb   

Ta = 829 K

2. Energie fournie par la résistance électrique.

Pour le gaz du compartiment B, comme car la transformation est adiabatique :

Pour le gaz du compartiment A, où Qa est l'énergie fournie par la résistance au gaz :

Comme le volume total du cylindre est constant, on a :

W = Wa + Wb = 0.

On peut alors exprimer Qa sous la forme suivante:

En tenant compte de l'expression trouvée pour Ta, on obtient :

Qa = 12,4 kJ