Thermo Flashcards
le système def
partie de l’univers que l’on étudie, s’oppose au milieu extérieur
Systm ouvert
échange matière et energie avec l’ext
systm fermé
echange energie (pas de matière) avec l’ext
systm isolé
pas d’echange de matière ni energie
def fonction d’état
grandeur exprimée en fonct° de :
n, V, P, T (variables d’états)
grandeur extensive
relative au système entier
additive
V,m,n
grandeur intensive
def en chaque pt du systm
non additive
P,T, rho
Equilibre thermo
équilibre méca et thermique sont atteints
phase fluide
gaz ou liquide
phase condensée
solide ou liquide
Variables d’états
décrivent macroscopiquement le systm
P (pascal)
V (m3)
T (Kelvin)
m (kg)
n (mol)
def pression
F_fluide->paroi= P S u_n
1 Pa=
1N.m^-2=
10^-5 bar
Hypothèse du modèle du GP
*atomes ponctuels
*aucune interaction à distance entre les atomes
*uniquement chocs élastiques entre atomes
*chaos moléculaire(gaz homogène
distribut° des vitesses isotrope
vitesse quadratique
ν*=√<v²> (Root Mean Square, RMS)
T° cinétique
<Ec>=1/2 mv*²=3kᵦT
elle est reliée à l'Ec moyenne d'un atome
</Ec>
v quadra pour un GP monoatomique
v*=√((3k_B T)/m)
equation GP
PV=nRT
R=?
N_a *k_b (J.K-1.mol-1)
cst de Boltzmann
k_B
E_tot systm
E_tot=E_m+U
= E_c,e+ E_p,e + E_c,i+E_p,i
Energie interne
U=E_c,i+E_p,i (microscopique)
U est ?
U est une fonction d’état
GP monoatomique, U=?
U=3/2 nRT
Capacité thermique à V=cst
C_v=(∂U/∂T)_v (J.K^-1)
capacité massique
c_v=C_v/m (J.K^-1.kg^-1)
capacité molaire
C_v,m= C_v/n (J.K^-1.mol^-1)
capacité thermique de l’eau
c= 4 200 J.K^-1.kg^-1
il faut apporter 4200 J our augmenter d’un degré la température de 1kg d’eau
Si C_v ne dépend pas de T
∆U=C_v.∆T
modèle de la phase condensée
indilatable,
incompressible –>
V= cst et E_i dépend que de la T
En phase condensée
Capacité thermique=?
C=dU/dT
en phase condensée ∆U=?
∆U= C . ∆T si C ne dépend pas de T
∆U=∫ᵢ,fC(T) dT
ordres de grandeurs
Nb d’avogadro
N_a=6.02 *10^23 mol^-1
V_m GP
22.4 L/mol
c
(capacité thermique massique de l’eau)
c=4 200 J.K^-1.kg^-1
libre parcours moyen dans un liquide
l~10^-10m (taille d’un atome)
libre parcours moyen dans un gaz
l~10^-7 m
isochire
V=cst
isobare
P=cst
isotherme
T=cst
Grandeur molaire
X_m= X/n (X/mol)
Grandeur massique
x=X/m (X/kg)
pour un GP
PV/T= cst
pour capacité thermique à v=cst
∆U=?
∆U=C_v . ∆T -> C_v ne depend pas de T
∆U=∫ᵢ,f C_v(T) dT
GP diatomique U=?
U=5/2 nRT
1er principe
∆E= W+Q
W: travail des forces ext nc
Q: transfert thermique
1er P , systm immobile et E_p,ext=cst
∆E=∆U=W+Q
1er P, transfo elem
dU=δW+δQ
Transfert thermique par
conduction
convection
rayonnement
force pressante Transfo qlq
δW=-P_ext dV
transfo quasistatique
δW=-P dV
détente
V /
donc W<0
compression
V \
W>0
1er P isobar
∆H=Q
1er P adiabatique
∆U=W (Q=0 )
1er P isochore
∆U=Q (W=0)
enthalpie
H=U+PV
gamma
C_P/C_v
Relation de Mayer GP
C_p-C_v=nR
