On conaidère le gonflage d'une chambre à air déformable au moyen d'une pompe à bicyclette.
1. Dang l'état initial, la chambre à air renferme de l'air à la température Tn = 290 K sous la pression P1 = 1, 1 bar. 口 Cålculer le volume Vi et＇la masse mi de l＇air contenu dans la chambre.
2. Un opérateur gonfle cette chambre avec de l'air atmosphérique au moyen d'une pompe à bicyclette. Les condi-tions de l'opération permettent d'avoir dans la chambre une température finale en équilibre avec l'atmosphère.
Déterminer l'expression de la masse m de l'air contenu dans la chambre en fonction de la pression P atteinte.
Quel est le nombre minimum de coups de pompe nécessaires pour atteindre dans la chambre la pression
P2=2,2bar?
3. Un opérateur effectue une compression de l'air contenu dans la pompe initialement à la température To et à
pression Po sans qu'il y ait refoulement dans la chambre. Pour cela, il déplace le piston de la position (1) jusqu'à
la position (2). Le refoulement dans la chambre n'a lieu que lorsque la pression' de l'air dans la pompe atteint
la valeur de celle qui règne dans la chambre. Il se fait en continuant le déplacement du piston au-delà de la
position (2) jusqu'à la position finale (3).
Déterminer pour l'air contenu dans la pompe en fin de compression (position (2) du piston) sa température
T2, sa variation d'énergie interne ΔU? et le travail reçu quand la pression dans la chambre est P2 = 2,2 bar
en considérant successivement les trois modes de compression suivants :
- La compression est adiabatique et réversible;
- La compression est adiabatique et réalisée avec une pression extérieur constante égale à P2;
- La compression est réalisée de façon polytropique réversible avec un coefficient polytropique k ＝ 1,3
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Hypothèse et Données :
La chambre à air est assimilée à un tore creux dont les caractérisques dans l'état initial sont:
Caractéristiques de la pompe à bicyclette utilisée :
- Section : s = 5 c㎡; course du piston:l=20cm.
Caractéristiques de l'air atmosphérique :
- Masse molaire : M = 0,028965 kg.mol-1 : Température : To =290 K.
- Pression : Po = 1 bar; capacité calorifique molaire isobare :cp=29,2mol-1.K-1,
- C'est un gaz parfait.,