Le premier principe de thermodynamique

Résumé du document

Il a été découvert en 1850 par Joule qui a trouvé l'équivalence entre le travail et la chaleur.
Le travail et la chaleur ne sont pas des fonctions d'état mais dépendent de la façon dont la transformation a été faite.

Extraits

[...] Détentes des gaz : 1. Détente de Joule - Gay Lussac : On casse la vitre Les variations de températures sont très faibles : on a On choisit comme système tout ce qu'il y a à l'intérieur de la boite. On a Q = 0 car la transformation est adiabatique On a W = 0 car il n'y a pas de travaux d'actions extérieures L'énergie interne du gaz est conservée pendant la détente de Joule - Gay Lussac. On définit une classe de gaz qui pendant une détente de Joule Gay Lussac n'a pas de variation de température. [...]

[...] On ne remplit pas entièrement ce récipient avec de l'eau à une température T1. On plonge dans l'eau un morceau de cuivre de masse m2 à un température T2. La transformation est adiabatique et monobare (équilibre mécanique au début et à la fin de la transformation). On a alors Q = , la transformation étant adiabatique Q = 0 d'où = De plus , ceci donnerai des calculs trop compliqués. Comme H est une fonction d'état, dès que je connais l'état final et l'état initial alors je connais et quel que soit le chemin parcouru. [...]

[...] On définit également la capacité calorifique isobare massique : On définit également la capacité calorifique isobare molaire : en J/(K.mol) Remarques : donc Si on considère une transformation où un système fluide homogène passe d'un état I à un état F sous l'effet de force de pression extérieure de valeur P0 constante pendant toute la transformation (transformation monobare) et où il y a équilibre mécanique à l'état final et à l'état initial alors la variation d'enthalpie est égale à la quantité de chaleur reçue par le système. = W + Q donc donc = Q Po (V2 V1) d'où Comme le système est à l'équilibre avec l'atmosphère on a Po = P1 D'où Q = Si on considère une transformation isobare mécaniquement réversible alors on a également Q = 3. Calorimétrie : La calorimétrie a pour but de mesurer les capacités caloriques. [...]

[...] Fgaz / - on a donc et W = W1 + W2 = P1V1 P2V2 Donc et or en régime permanent Donc on a d'où Lors d'une détente de Joule Thomson, l'enthalpie du gaz est conservée. c. Deuxième loi de Joule : On suppose qu'il existe un gaz idéal tel que T1=T2. On dit que le gaz suit la deuxième loi de Joule si sa température ne change pas lors d'une détente de Joule-Thomson. Conséquence : H = on a H(T1,P1) = H(T2,P2) pour n'importe quel P2, H ne dépend donc que de la température. , donc Cp n'est fonction que de la température. [...]

[...] Le premier principe de la thermodynamique Il a été découvert en 1850 par Joule qui a trouvé l'équivalence entre le travail et la chaleur. Le travail et la chaleur ne sont pas des fonctions d'état mais dépendent de la façon dont la transformation a été faite. I. Enoncé du principe : Les grandeurs reçues sont comptées positivement tandis que les grandeurs cédées sont comptées négativement. Considérons un système fermé, au repos (toutes ses parties sont au repos macroscopiquement), on postule qu'il existe une fonction d'état nommée énergie interne et notée grandeur extensive et additive telle que pour une transformation allant d'un état I à un état F (état d'équilibre) on ait = W + Q où W est le travail des forces extérieures macroscopiques agissant sur le système et Q la chaleur échangée avec l'extérieur. [...]