Chapitre 1
13
En thermodynamique, nous allons nous concentrer sur trois formes d’énergie, identifiables à l’échelle macroscopique :
L’énergie interne notée í µí± , un concept que nous utilisons pour regrouper
toute l’énergie cinétique et potentielle de toutes les molécules d’un
corps. Elle représente la quantité totale d’énergie mécanique stockée à
l’intérieur d’un objet ;
La chaleur notée í µí±, qui est un transfert représentant la transmission
d’énergie cinétique de manière chaotique d’un corps vers un autre ;
Le travail noté í µí± , qui est un transfert représentant la transmission d’énergie de manière cohérente d’un corps vers un autre.
D’une façon générale, l’ingénieur/e thermodynamicien/ne souhaite capter
de la chaleur à des corps qu’il/elle veut refroidir, ou bien fournir du travail
à des corps qu’il/elle veut déplacer. Nous allons donc étudier en détail ces
transferts.
1.1.4 La puissance
La puissance représente un débit d’énergie dans le temps. Son unité si est le
joule par seconde, c’est-à-dire le watt (W) :
1 W ≡ 1 J s
−1
(1/1)
D’autres unités sont souvent utilisées, comme le cheval-vapeur 1 :
1 ch = 735,5 W
(1/2)
Nous noterons les puissances en apposant un point au-dessus du symbole de
l’énergie ; ainsi on note ̇
í µí°¸ une puissance (par exemple mécanique) apportant
une quantité d’énergie í µí°¸ chaque seconde.
Figure 1.2 – Une remorque, de puissance nulle ( ̇
í µí± = 0 W) mais capable de restituer
beaucoup d’énergie. La combustion de 20 t de kérosène dégage environ í µí± = 800 GJ
sous forme de chaleur ;
Un turboréacteur à soufflante Trent 900, de très grande puissance (capable de fournir
̇
í µí± = 14 MW à un avion de ligne) mais dépourvu d’énergie (0 J).
Photo turboréacteur dérivée d’une photo CC-0 par l’utilisateur⋅rice Commons Dr Brains
Photo remorque dérivée d’une photo CC-by par Thomas R Machnitzki
1 Un cheval-vapeur correspond approximativement à la puissance que peut
fournir sous forme de travail un cheval puissant en plein effort. Nous devons
la création de cette unité à. . . James Watt (§5.5). Attention, il existe plusieurs
définitions incompatibles de l’unité cheval. L’équation 1/2 correspond à la norme
din 66036 utilisée dans l’industrie automobile.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
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En thermodynamique, nous allons nous concentrer sur trois formes d’énergie, identifiables à l’échelle macroscopique :
L’énergie interne notée í µí± , un concept que nous utilisons pour regrouper
toute l’énergie cinétique et potentielle de toutes les molécules d’un
corps. Elle représente la quantité totale d’énergie mécanique stockée à
l’intérieur d’un objet ;
La chaleur notée í µí±, qui est un transfert représentant la transmission
d’énergie cinétique de manière chaotique d’un corps vers un autre ;
Le travail noté í µí± , qui est un transfert représentant la transmission d’énergie de manière cohérente d’un corps vers un autre.
D’une façon générale, l’ingénieur/e thermodynamicien/ne souhaite capter
de la chaleur à des corps qu’il/elle veut refroidir, ou bien fournir du travail
à des corps qu’il/elle veut déplacer. Nous allons donc étudier en détail ces
transferts.
1.1.4 La puissance
La puissance représente un débit d’énergie dans le temps. Son unité si est le
joule par seconde, c’est-à-dire le watt (W) :
1 W ≡ 1 J s
−1
(1/1)
D’autres unités sont souvent utilisées, comme le cheval-vapeur 1 :
1 ch = 735,5 W
(1/2)
Nous noterons les puissances en apposant un point au-dessus du symbole de
l’énergie ; ainsi on note ̇
í µí°¸ une puissance (par exemple mécanique) apportant
une quantité d’énergie í µí°¸ chaque seconde.
Figure 1.2 – Une remorque, de puissance nulle ( ̇
í µí± = 0 W) mais capable de restituer
beaucoup d’énergie. La combustion de 20 t de kérosène dégage environ í µí± = 800 GJ
sous forme de chaleur ;
Un turboréacteur à soufflante Trent 900, de très grande puissance (capable de fournir
̇
í µí± = 14 MW à un avion de ligne) mais dépourvu d’énergie (0 J).
Photo turboréacteur dérivée d’une photo CC-0 par l’utilisateur⋅rice Commons Dr Brains
Photo remorque dérivée d’une photo CC-by par Thomas R Machnitzki
1 Un cheval-vapeur correspond approximativement à la puissance que peut
fournir sous forme de travail un cheval puissant en plein effort. Nous devons
la création de cette unité à. . . James Watt (§5.5). Attention, il existe plusieurs
définitions incompatibles de l’unité cheval. L’équation 1/2 correspond à la norme
din 66036 utilisée dans l’industrie automobile.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen