Fiche 17 • La thermodynamique
c) Transformation
c Une transformation est une évolution du système d’un état à un autre. Dans le cadre de la
thermodynamique à l’équilibre, l’état initial et l’état final sont des états d’équilibre thermodynamique. On distingue :
Æ transformation spontanée : les états intermédiaires ne sont pas nécessairement des états
d’équilibre (les variables thermodynamiques du système ne sont pas définies à cause des
inhomogénéités du système lors de la transformation).
Æ transformation quasistatique : c’est une suite d’états d’équilibre du système ; c’est donc une
transformation suffisamment lente. Les variables définissant le système sont connues dans
tous les états intermédiaires.
c Transformations particulières
Les transformations isobare et isotherme sont nécessairement quasistatiques, car l’état du
système est défini pendant toute la transformation.
d) Échanges d’énergie
c Le travail est le transfert d’énergie associé au travail de forces non conservatives (ne dérivant pas d’une énergie potentielle). Il est lié à des mouvements macroscopiques ; exemple :
le travail des forces de pression.
c Le transfert thermique (ou chaleur) correspond à tout transfert d’énergie qui n’est pas du
travail. Au niveau microscopique, il correspond à un transfert d’énergie d’une forme
d’énergie à de l’énergie microscopique d’agitation moléculaire
existant dans tout système.
Les échanges sont des grandeurs algébriques qui sont :
– positives si elles sont reçues du milieu extérieur par le système ;
– négatives si elles sont cédées au milieu extérieur par le système.
c Différents types de parois peuvent limiter un système :
Æ les parois adiabatiques ou calorifugées ne permettent pas le transfert thermique, la transformation subie par le système est appelée transformation adiabatique.
Æ les parois diathermanes permettent le transfert thermique
Æ lorsque les parois sont fixes et rigides, le travail des forces de pression est nul.
3. EN PRATIQUE…
Pour traiter un problème en thermodynamique, il est nécessaire de :
1. définir le système étudié ; le choix n’est pas unique
2. caractériser la transformation subie par le système
3. caractériser l’état initial et l’état final.
Cela permet de déterminer, en particulier, les variables inconnues du problème.
Ensuite, les conditions d’équilibre, l’équation d’état et les principes de la thermodynamique
sont utilisés pour résoudre le problème.
Transformation
Définition
cyclique
l’état final est identique à l’état initial
isochore
le volume du système reste constant lors de la transformation
monobare
la pression du milieu extérieur est constante durant la transformation
monotherme la température du milieu extérieur est constante durant la transformation
isobare
la pression du système est constante durant la transformation
isotherme
la température du système est constante durant la transformation
>0
<0
Système
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c) Transformation
c Une transformation est une évolution du système d’un état à un autre. Dans le cadre de la
thermodynamique à l’équilibre, l’état initial et l’état final sont des états d’équilibre thermodynamique. On distingue :
Æ transformation spontanée : les états intermédiaires ne sont pas nécessairement des états
d’équilibre (les variables thermodynamiques du système ne sont pas définies à cause des
inhomogénéités du système lors de la transformation).
Æ transformation quasistatique : c’est une suite d’états d’équilibre du système ; c’est donc une
transformation suffisamment lente. Les variables définissant le système sont connues dans
tous les états intermédiaires.
c Transformations particulières
Les transformations isobare et isotherme sont nécessairement quasistatiques, car l’état du
système est défini pendant toute la transformation.
d) Échanges d’énergie
c Le travail est le transfert d’énergie associé au travail de forces non conservatives (ne dérivant pas d’une énergie potentielle). Il est lié à des mouvements macroscopiques ; exemple :
le travail des forces de pression.
c Le transfert thermique (ou chaleur) correspond à tout transfert d’énergie qui n’est pas du
travail. Au niveau microscopique, il correspond à un transfert d’énergie d’une forme
d’énergie à de l’énergie microscopique d’agitation moléculaire
existant dans tout système.
Les échanges sont des grandeurs algébriques qui sont :
– positives si elles sont reçues du milieu extérieur par le système ;
– négatives si elles sont cédées au milieu extérieur par le système.
c Différents types de parois peuvent limiter un système :
Æ les parois adiabatiques ou calorifugées ne permettent pas le transfert thermique, la transformation subie par le système est appelée transformation adiabatique.
Æ les parois diathermanes permettent le transfert thermique
Æ lorsque les parois sont fixes et rigides, le travail des forces de pression est nul.
3. EN PRATIQUE…
Pour traiter un problème en thermodynamique, il est nécessaire de :
1. définir le système étudié ; le choix n’est pas unique
2. caractériser la transformation subie par le système
3. caractériser l’état initial et l’état final.
Cela permet de déterminer, en particulier, les variables inconnues du problème.
Ensuite, les conditions d’équilibre, l’équation d’état et les principes de la thermodynamique
sont utilisés pour résoudre le problème.
Transformation
Définition
cyclique
l’état final est identique à l’état initial
isochore
le volume du système reste constant lors de la transformation
monobare
la pression du milieu extérieur est constante durant la transformation
monotherme la température du milieu extérieur est constante durant la transformation
isobare
la pression du système est constante durant la transformation
isotherme
la température du système est constante durant la transformation
>0
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