Énergie interne (U):
* Représente l'énergie totale possédée par un système en raison du mouvement et de l'interaction de ses particules constituantes (atomes et molécules).
* Comprend l'énergie cinétique (du mouvement) et l'énergie potentielle (des interactions).
* Est une fonction d'état, ce qui signifie qu'elle ne dépend que de l'état actuel du système, et non du chemin emprunté pour atteindre cet état.
Heat (Q):
* Le transfert d'énergie thermique entre des objets ou des systèmes à différentes températures.
* Représente l'énergie qui circule en raison d'une différence de température.
* Est une fonction de processus, ce qui signifie qu'elle dépend du chemin emprunté pendant le transfert d'énergie.
* Peut être positif (chaleur ajoutée au système) ou négatif (chaleur retirée du système).
travail (w):
* Énergie transférée en raison d'une force agissant sur une distance.
* Peut être un travail mécanique (par exemple, pousser un piston), un travail électrique (par exemple, une exécution d'un moteur) ou d'autres formes.
* Est également une fonction de processus, selon le chemin emprunté.
* Peut être positif (travail effectué par le système) ou négatif (travail effectué sur le système).
La première loi de la thermodynamique:
* Cette loi stipule que le changement d'énergie interne (ΔU) d'un système fermé est égal à la chaleur ajoutée au système (Q) moins le travail effectué par le système (W):
ΔU =Q - W
Résumé de la relation:
* La chaleur et le travail sont les mécanismes de modification de l'énergie interne d'un système.
* L'ajout de chaleur à un système augmente son énergie interne, tandis que le travail sur un système diminue son énergie interne.
* La première loi de la thermodynamique fournit la relation quantitative entre ces trois quantités.
Exemple:
Imaginez un récipient fermé de gaz chauffé. La chaleur ajoutée (Q) augmentera l'énergie interne (U) du gaz, ce qui fait que les molécules se déplacent plus rapidement et augmentent la pression. Si le conteneur est autorisé à se développer, le gaz fonctionnera (W) en poussant contre l'environnement environnant. Le changement d'énergie interne sera égal à la chaleur ajoutée moins le travail effectué.
Points clés:
* La chaleur et le travail ne sont pas des propriétés du système lui-même, mais représentent plutôt les transferts d'énergie.
* L'énergie interne est une propriété du système, représentant sa teneur en énergie totale.
* La première loi de la thermodynamique est un principe fondamental qui régit les transformations d'énergie.
Comprendre la relation entre la chaleur, le travail et l'énergie interne est crucial pour comprendre divers processus thermodynamiques et leurs applications.
