Chapitre 2
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2.2.2 Conventions de signe
Pour quantifier les transferts nous utiliserons la convention de signe suivante, illustrée en figure 2.4 :
• Lorsqu’ils sont positifs, les transferts 𝑄 et 𝑊 traduisent une réception par
le système.
• À l’inverse, lorsqu’ils sont négatifs, les transferts 𝑄 et 𝑊 indiquent une
perte du système. Le travail 𝑊 est alors fourni et la chaleur 𝑄 émise.
Figure 2.4 – Conventions de signe pour un système fermé. Les flux entrants sont
positifs, les flux sortants sont négatifs ; ils sont tous représentés avec des flèches
rentrantes. La quantité de masse est fixe.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
Ainsi, dans les équations, nous pouvons systématiquement additionner les
termes sans avoir à connaître le sens des transformations. Les transferts sont
comptabilisés comme sur un compte bancaire : les dépenses sont négatives
et les recettes positives.
2.3 Le premier principe dans un système
fermé
Le premier principe stipule que l’énergie est indestructible (§1.1.2). Si on
fournit 100 J de travail à un système fermé et qu’il perd 80 J sous forme de
chaleur, c’est donc que « son » énergie a augmenté de 20 J. Nous nommons
cette augmentation la variation d’énergie interne, Δ𝑈 .
Sous forme d’équation, le premier principe dans un système fermé se traduit
par l’équation :
𝑄 1→2 + 𝑊 1→2 = Δ𝑈
(2/1)
pour un système fermé immobile ;
où Δ𝑈 = 𝑈 2 − 𝑈 1 est la variation d’énergie interne (J),
𝑊 1→2 est le travail reçu par le système (J),
et 𝑄 1→2 est la chaleur reçue par le système (J).
Malheureusement l’énergie interne 𝑈 est parfois très difficile à mesurer.
Nous verrons dans les chapitres 4 et 5 que les corps emmagasinent cette
énergie interne de différentes façons, et qu’elle est intimement liée à la
température. L’énergie interne 𝑈 , par définition, est toujours positive, mais
sa variation Δ𝑈 ne l’est pas nécessairement.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
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