Thermodynamique

Question 1

Qu’est ce que l’énergie interne d’un système?

Answer 1

La somme des énergies de particules qui constituent ce système au niveau microscopique. Elle mesure l’énergie stockée par un système (notée U)

Question 2

Si le système étudié est un corps dans un état condensé (solide ou liquide) ?

Answer 2

la variation de son énergie interne dépend de sa variation de température

Question 3

Le transfert thermique

Answer 3

Notée Q, si le système étudié est en contact matériel avec un corps de température différente, il s’effectuera un transfert d’énergie. Un transfert thermique (notion macroscopique) entre deux corps se produit toujours du corps le plus chaud vers le plus froid (transfert irréversible)

Question 4

Equilibre thermique

Answer 4

Si les deux corps sont à la même température, le transfert thermique cesse

Question 5

Il existe 3 transfert thermique

Answer 5

Conduction –> de proche en proche (toucher)
Convection –> mouvement de matière au sein d’un gaz ou d’un liquide
Rayonnement –> onde électromagnétique

Question 6

Flux thermique

Answer 6

Caractérise la vitesse à laquelle un transfert thermique Q s’effectue (notée Φ en Watt)
Φ=Q/∆t

Question 7

Résistance thermique

Answer 7

Mesure la capacité de celle-ci à s’opposer à un transfert thermique, dépend de la surface (S) , de l’épaisseur de la paroi (e) et du matériau qui la constitue (R(th) en K.W-1)
R(th) = e/(λ.S)
λ –> conductivité thermique

Question 8

Le flux thermique traversant une paroi par conduction obéit à la loi:

Answer 8

Φ = ∆T/R(th)
Soit Φ = (∆T.λ.S)/e

Question 9

L’énergie totale d’un système E est donnée par la relation :

Answer 9

E = E_c + E_p + U = E_m + U

Question 10

premier principe de la thermodynamique

Answer 10

• l’énergie totale d’un système isolée se conserve (∆E(tot) = 0)
  C’est à dire que la variation d’énergie totale d’un système (énergie mécanique et énergie interne) est égale aux travaux des forces qui s’exercent sur lui et à la quantité de chaleur échangé: ∆E(tot) = ∆E(mec) + ∆U = W+Q
• Si le système est incompressible (un liquide ou un solide) alors la chaleur échangée est proportionnelle à la variation de température du système ∆T selon :
  Q = m.c.∆T où m est la masse du système et c sa capacité thermique massique en J.kg-1. K-¹
  Q = C.∆T où C est la capacité thermique du système en J. K-1

Question 11

Si un système n’échange pas de travail W et de transfert thermique Q avec l’extérieur

Answer 11

alors l’énergie totale de ce système est conservée : on dit que ce système est isolé (pseudo-isolé).
Et pour un système fermé et isolé leur énergie mécanique et interne se conserve.