Notions fondamentales en Thermodynamique

Thèmes abordés

Cours de thermodynamique, système, transformation, fonction d'état, énergie, chaleur, premier principe, gaz parfait, second principe, loi de joule, entropie, pompe à chaleur, machine frigorigène.

Résumé du document

Dans ce chapitre on introduit les notions fondamentales de la thermodynamique pour, bien comprendre à définir par exemple : la température, la pression, les échanges d'énergie, la notion de système, les transformations, les fonctions d'états, les échanges de travail et de chaleur. On introduit aussi le premier principe de thermodynamique et ses applications pour un gaz parfait et, le second principe où intervient la notion d'entropie. On termine par des exemples et les applications aux machines thermiques ou frigorifiques.

Extraits

[...] Ces états sont aussi des états d'équilibre, correspondant chacun à une température et à une quantité de chaleur : T1 A B TB=(TA+dT) T2 TA=(T1+dT) La quantité de chaleur Q échangée au cours de la transformation est : Q δQ 1 Qb La quantité de chaleur dépend du chemin suivi comme il a été montré auparavant ; cependant la quantité la transformation. Qa 2 δQ T ne dépend pas du chemin suivi par 17 Cours de Thermodynamique Chapitre I Pr. M. R. BERRADA La quantité système. 2 δQ 1 T représente la variation d'entropie S du On montre que S est une fonction d'état (voir TD). [...]

[...] Milieu extérieur Système Frontière Le système peut être ouvert ou fermé, adiabatique (c.à.d. isolé thermiquement avec Q = ou rigide (c.à.d. indéformable avec W = : Système Isolé Fermé Ouvert Echange Matière Echange Energie non non oui non oui oui Echange de masse et d'énergie entre le système et le milieu extérieur Dans un système fermé, il n'y a pas de transfert de masse et dans un système isolé, il n'y a pas d'échange de travail ni de chaleur 5 Cours de Thermodynamique Chapitre I Pr. [...]

[...] - Transformation isobare : la pression P reste constante. 2-4 Les fonctions d'Etat Dans un état donné, les variables d'état sont liées par une équation d'état : f ) = 0 ; (Ex : PV = nRT équation d'état d'un gaz parfait) Au cours d'une transformation, la variation d'un paramètre entraîne la variation d'un autre paramètre suivant l'équation d'état du système. Pour représenter une transformation, dans le plan, on choisi un couple de paramètres ; ; ; ; qui représente le mieux la transformation. [...]

[...] BERRADA Pompe à chaleur Elle a le même cycle que celui de la machine frigorifique. Elle opère généralement entre l'extérieur et l'intérieur d'un bâtiment. Le coefficient de performance d'une pompe à chaleur est CoP(pompe à chaleur) : (CoP) P.C Q2 Q2 W Q 2 Q Q 1 Q2 Pour une transformation réversible : (CoP) P.C T2 1 T2 T1 On trouve dans le commerce des pompes à chaleur qui ont des CoP entre 2 et Cours de Thermodynamique Chapitre I Pr. [...]

[...] Cours de Thermodynamique Chapitre I Pr. M. R. BERRADA Cours de Thermodynamique Chapitre I : Notions fondamentales en Thermodynamique Introduction au Premier et au Second principe. Introduction : La thermodynamique est la science qui étudie et décrit l'évolution de la matière ou des systèmes macroscopiques (constitués d'un grand nombre d'éléments : molécules, électrons ) lors d'échanges d'énergie, entre le milieu extérieur et le système, en fonction des notions de température d'énergie (chaleur travail W . ) et d'entropie S. Comme toute théorie, la thermodynamique repose sur un certain nombre d'axiomes appelés fréquemment les principes. [...]