lors d'une transformation réversible ou irréversible d'un système isolé on a
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C’est une fonction d’état (on parlera donc de ΔH).Comme tu le vois ce n’est pas vraiment une nouvelle variable puisqu’elle s’exprime en fonction de U, P et V.Or d’après le 1er principe, dU = dQ + dW, et dW = -PdVVoici donc l’expression infinitésimale de dH, que nous allons utiliser par la suite : Conséquence directe : pour une transformation isobare, dP = 0, donc dH = dQ, donc ΔH = Q.Par ailleurs, les changements d’état se font à pression constante, donc ΔH = Q pour un changement d’état.On a vu précédemment que dQ = mcdT, avec c la capacité calorifique massique du corps considéré.Nous allons maintenant nous intéresser à la capacité calorifique C en J.KDe la même manière, pour une transformation isobare, P = constante, Il y a donc 2 formules à retenir également que nous utiliserons dans de nombreux exercices : A partir de ces définitions, il existe une relation entre COn regroupe généralement les capacités calorifique ensemble : Nous allons voir maintenant qu’il existe d’autres formules avec COn considère un gaz parfait qui subit une transformation adiabatique, c’est-à-dire dQ = 0.On regroupe alors les V à gauche et les P à droite pour obtenir une équation à variables séparées : Il ne reste plus qu’à intégrer entre l’état initial et l’état final que nous noterons 1 et 2 (en sortant γ de l’intégrale qui est une constante) : En regroupant les variables de l’état 1 et de l’état 2 : Grâce à la loi des gaz parfaits, on peut très facilement trouver le même style de formule entre P et T, et entre T et V, qui constitueront les 2 autres formules de Laplace.Comme on veut la relation entre T et V, il faut faire disparaître P, donc le remplacer avec la loi des gaz parfaits, selon laquelle P = nRT/V, d’où : nR étant constant, on peut remplacer constante/nR par une autre constante : Et voilà, on vient de trouver la formule de Laplace entre T et V.Pour celle entre P et T (que tu démontreras toi-même Comme tu le vois, celle-là est plus compliquée à retenir que les autres.On a 2 inconnues et 2 équations, on va pouvoir trouver l’expression de CDans ce diagramme, on voit les 3 zones d’existence du corps sous ses 3 états, séparés par 3 courbes : les courbes de fusion, de sublimation et de vaporisation correspondant aux changements d’état.La transition d’un état à un autre se fait à température constante mais aussi à pression constante, c’est-à-dire que rien ne varie dans le diagramme (P ; T) pendant le changement d’état, mais le volume change, ce pourquoi il est plus intéressant de regarder ce qui se passe dans le diagramme (P ; V) : On retrouve le point triple T et le point critique C.On voit que l’isotherme est horizontale lors du changement d’état quand la pression est constante.Attention, quand le fluide se trouve dans la zone de saturation, il peut très bien changer d’isotherme (on verra cela en exercice).Quand le fluide est dans la zone de saturation, on définit alors Mais ce qui va être utile pour les calculs, c’est le lien entre x et les volumes.x étant le pourcentage de vapeur, 1 – x est le pourcentage de liquide, donc on a : Avant de terminer ce chapitre, voyons une dernière petite chose très simple.Dans les exercices, il y aura parfois à traduire l’équilibre mécanique d’une paroi ou d’un piston par exemple, en disant que les forces se compensent.Cette formule n’est valable que si la pression est constante sur toute la surface de contact, ce qui sera presque toujours le cas, sinon il faut utiliser la formule dF = PdS et intégrer.Le gaz à l’intérieur exerce une force horizontale dirigée vers la droite, de norme FCe premier chapitre sur la thermodynamique est désormais terminé Une fois tout cela bien maîtrisé, tu pourras passer au 2ème principe de la thermodynamique (rassures-toi, il n’y en a que 2 !)
La pression P étant positive, le signe - s'impose.
En d'autres termes, le premier principe ne nous est d'aucun secours pour évaluer si une transformation est réalisable ou non, dès lors que celle-ci ne viole pas le principe d'équivalence. 0000135142 00000 n
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c) Interprétation statistique de l’entropie L’entropie caractérise l’état de désordre du système. Il s’agit d’un principe de conservation (cas où E CM = 0J). 0000106187 00000 n
Au cours d'une transformation d'un système, d'un état initial à un état final, la variation de la fonction d'état ne dépend que des états définis par les variables d'état et non des étapes intermédiaires. Pour faire la différence entre les deux, W et Q seront positifs ou négatifs selon que le système donne ou reçoit de l’énergie.Evidemment il peut y avoir différents échanges d’énergie pour une même transformation, on peut donc par exemple avoir WSi on reprend le principe de l’argent, si tu gagnes 1 euro tu auras +1 sur ton compte, mais la personne qui t’a donné 1 euro aura quant à elle -1 sur son compte !Dans l’exemple ci-dessus, Q < 0 pour le système 1 mais Q > 0 pour le système 2 : tout dépend du système !Mais comment savoir dans quel sens se fait le transfert thermique ?S’il y a des échanges d’énergie, cela signifie que le système a une certaine énergie, que l’on appelle Bien que ce soit toutes des énergies, il existe une grosse différence entre U d’une part, et Q et W d’autre part.En revanche, Q et W dépendent du chemin suivi par la transformation, ΔQ et ΔW n’ont aucune signification physique, donc à ne surtout pas écrire sur une copie !! — Loi des gaz parfaits. 0000001386 00000 n
Elle peut augmenter spontanément lors d’une transformation irréversible. 0000014019 00000 n
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La thermodynamique est un domaine assez complexe que nous allons donc découper en plusieurs parties. 0000005299 00000 n