1 • Les deux principes
de la thermodynamique
15
1.2 Le premier principe
de la thermodynamique
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Considérons un système
ouvert qui, dans l’intervalle
de temps dt, échange de la
chaleur, du travail mécanique et de la masse avec son
environnement. On définit
les débits et les puissances
instantanés en écrivant simplement que
,
et
sans oublier la
règle de signe qui consiste à
compter positivement ce qui rentre dans le système et à compter négativement ce qui sort du système. En régime stationnaire (les grandeurs
définies dépendent de l’espace mais ne varient pas dans le temps), les
débits et puissances instantanés sont des constantes indépendantes du
temps mais pouvant varier dans l’espace.
Combinant les équations [1.27a et b] et introduisant :
on obtient :
[1.28]
La formule la plus générale tient compte du fait qu’il peut y avoir plusieurs entrées et sorties possibles pour la matière ainsi que plusieurs
sources de chaleur, sommant sur toutes ces entrées et sorties possibles
ainsi que sur toutes les sources de chaleur :
[1.29]
En l’absence d’autre contribution à l’énergie spécifique totale que l’énergie
interne, l’énergie cinétique et l’énergie potentielle de gravité, l’énergie
δQ
dm
δW
Figure 1.4 − Définition des débits et puissances.
d
Q Q t
d =
d
W W t
d =
d
d
m m t
=
( )
ouvert,
ouvert, d
d
d
d
t
t t
E
E
E
t
t
+
-
=
N
(
)
(
)
Flux d’énergie
Flux d’énergie via les
Accumulation
thermique mécanique
transferts de masse
d
d
e
s
e
s
E
Q W
m e P v
m e P v
t
+
=
+
+
+
+
+
(
)
,
,
,
d
d
i
e s
e s
i
e s
E
Q W
m e Pv
t
=
+
+
+
Â
Â
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