1 • Les deux principes
de la thermodynamique
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1.2 Le premier principe
de la thermodynamique
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
dépend du chemin suivi au cours de la transformation 1-2. δW = −PdV
n’est pas une différentielle exacte et le travail n’est pas une fonction
d’état. Il en est de même pour la chaleur. Notons que si δW était une
fonction d’état, il n’y aurait pas de travail échangé au cours d’un cycle.
ᮀ Système thermodynamique fermé évoluant entre deux états
thermodynamiques à volume total constant
Lorsque le volume total du système est constant, il n’y a pas de travail
contre les forces de pression et, en l’absence d’échange d’énergie mécanique avec l’extérieur, l’équation [1.13] se réduit à :
[1.16]
et, en l’absence de variation d’énergie cinétique et d’énergie potentielle :
Dans une transformation à volume constant, la quantité de chaleur
échangée entre un système et le milieu extérieur est simplement égale à
la variation d’énergie de ce système.
La capacité thermique C d’un système fermé est définie comme le
rapport :
où δQ est la chaleur échangée par le système fermé avec l’extérieur et dT
est la variation de température, supposée uniforme, du système. Dans la
mesure où δQ dépend du chemin suivi pour effectuer la transformation,
pour définir la capacité thermique, il faut préciser la transformation
thermodynamique. C’est ainsi qu’est définie la capacité thermique à
volume constant pour un système fermé :
( ) ( )
d
V
V
Q
E
d
=
( ) ( )
d
V
V
Q
U
d
=
d
Q
C
T
d
=
d
d
d
v
v
v
Q
U
C
T
T
d
Ê
ˆ
Ê
ˆ
=
=
Á
˜
Á
˜
Ë
¯
Ë
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