Énoncé(s) donné(s)
Exercice 1On dispose d'une paroi cylindrique adiabatique et d'un piston également adiabatique. Une paroi solide $F$ sépare deux compartiments. A l'état initial, le système est à l'équilibre, le compartiment $(A)$ contient n moles d'un gaz parfait de coefficient adiabatique $\gamma$ et le compartiment $(B)$ est vide.
On perce un trou dans $F$.
1) Étude qualitative : que se passe-t-il ? Distinguer le cas $V_{B}$ "grand" du cas $V_{B}$ "petit".
2) Déterminer l'état du système $(A)+(B)$ à l'équilibre thermodynamique dans chaque cas.
Indications: (dans l'énoncé)
i) La transformation est irréversible.
ii) Calculer le travail des forces de pression et appliquer le premier principe au système $(A)+(B)$
iii) Troisième indication dont je ne me souviens pas et dont je ne me suis pas servi.
Exercice 2
On dispose d'un câble coaxial de rayon intérieur $a$ et de rayon extérieur $b$, de sorte que $(b-a) << a$ et de longueur très grande devant $b$. Le câble est centré autour d'un axe $(Oz)$, le cylindre intérieur est porté à un potentiel $V_{1}$ et le cylindre extérieur à un potentiel $V_{2}$. Un courant de même intensité parcourt les deux câbles, mais dans un sens opposé (voir schéma).
1) a. En considérant les équipotentielles, donner le sens de $\overrightarrow{E}$.
b. On prend un cylindre de hauteur $h$, de rayon entre $a$ et $b$ (donc dans la gaine). Exprimer $\overrightarrow{E}$ en fonction de la charge intérieure du cylindre et de $\epsilon_{0}$.
c. En déduire l'expression de $\overrightarrow{E}$ en fonction de $(V_{1} - V_{2}), a, b$ et $\rho$
2) Étudier le champ magnétique et commenter l'intérêt de ce type de câble.
3) a. Calculer le flux du vecteur de Poynting.
b. Commentaire ?
Indication(s) fournie(s) par l'examinateur pendant l'épreuve
Commentaires divers
Les cas à distinguer exercice 1, question 1 étaient vraiment formulés comme cela dans l'énoncé original.
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