Epreuve de physique du BTS 98 - Sciences physiques en BTS

Épreuve de physique du BTS 98 Etude d'un cycle réfrigérant
Un gaz parfait (0,1 mol) subit un cycle de Carnot (deux transformations
adiabatiques réversibles et deux transformations isothermes réversibles)
entre deux sources de chaleur aux températures [pic] et [pic]. Initialement, ce gaz (de rapport des chaleurs massiques [pic]) est à la
pression [pic] et à la température [pic], il subit une compression
isotherme jusqu'à la pression [pic] puis une détente adiabatique, une
détente isotherme et une compression adiabatique qui le ramène à son état
initial. 1° question : Calculer les caractéristiques de pression, de volume et de
température aux quatre points de ce cycle. 2° question : En déduire les valeurs des travaux et des chaleurs échangés
au cours des transformations de ce cycle. 3° question : Quelles sont les chaleurs échangées avec les sources de
chaleur ? 4° question : Quelle doit être la valeur du travail apporté par le milieu
extérieur ? 5° question : Définir le coefficient de performance ou efficacité de ce
réfrigérateur et le calculer. 6° question : La machine sert de congélateur; on y fabrique des glaçons à
la température de [pic] à partir d'eau prise à la température de [pic]. On veut fabriquer 1 kg de glaçons. Quelle est la quantité de chaleur perdue
par l'eau ? Données :
( Chaleur latente de fusion de l'eau : [pic]
( Chaleur massique de l'eau : [pic]
( Chaleur massique de la glace : [pic]
( Constante des gaz parfaits : R = 8,31[pic]
( [pic]