Le premier principe, l’énergie interne
Un système possède une certaine énergie, l’énergie interne qui est la somme de toutes
les contributions d’énergies cinétique et potentielle associées aux particules qui le compose. Le premier principe de la thermodynamique est un principe de conservation de
cette énergie. Il ne faut jamais oublier que si notre objet d’intérêt est le système thermodynamique, celui-ci interagit avec le milieu extérieur. Le principe de conservation de
l’énergie s’applique à l’ensemble système et milieu extérieur. La thermodynamique est
fondée sur des principes. S’ils ne peuvent être démontrés, ils sont vérifiés dans toutes
leurs conséquences.
1. Le premier principe
Le premier principe de la thermodynamique stipule que lors de toute transformation, il y
a conservation de l’énergie. Elle ne peut donc être créée ou détruite, c’est une grandeur
conservative. Toute l’énergie, quelle que soit sa forme, perdue (gagnée) par le système
est récupérée (fournie) par le milieu extérieur. Il en résulte que l’énergie interne d’un
système isolé reste constante.
C ’est aussi une grandeur extensive ; l’énergie interne d’un système est la somme des
énergies internes des sous-systèmes qui le composent.
T J
O
c
D
û
«X J
t H
O
fN J
x:
OJ
>Q .
O
U
2. Énergie interne
L’énergie interne d’un système est une fonction d ’état qui ne dépend que de l’état du
système et non de la manière dont cet état a été atteint. Elle est la somme de toutes
les énergies des particules de matière contenues dans le système : l’énergie cinétique
microscopique des particules qui composent le système et subissent l’agitation thermique et l’énergie potentielle des interactions microscopiques inter et intramoléculaires.
Elle s’exprime en joules J ( 1 eV = 0,16 x 10“'^ J).
L’énergie totale du système est égale à la somme de l’énergie interne avec l’énergie
cinétique macroscopique (translation et rotation) et avec l’énergie potentielle associée
aux champs de force extérieurs auquel le système est soumis (gravitation, champ électrique, champ magnétique). Pour un système immobile non soumis à des champs de
force, l’énergie totale se confond avec l’énergie interne.
A la suite d ’échanges avec le milieu extérieur ou d’une évolution interne du système,
son énergie interne va varier. On ne peut accéder à la valeur instantanée de l’énergie
interne U, mais seulement à sa variation Ai/. U est une fonction d’état extensive et, entre
deux états E, et E2, la variation d’énergie interne s’exprime par :
^ u = U ^-U ,
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Un système possède une certaine énergie, l’énergie interne qui est la somme de toutes
les contributions d’énergies cinétique et potentielle associées aux particules qui le compose. Le premier principe de la thermodynamique est un principe de conservation de
cette énergie. Il ne faut jamais oublier que si notre objet d’intérêt est le système thermodynamique, celui-ci interagit avec le milieu extérieur. Le principe de conservation de
l’énergie s’applique à l’ensemble système et milieu extérieur. La thermodynamique est
fondée sur des principes. S’ils ne peuvent être démontrés, ils sont vérifiés dans toutes
leurs conséquences.
1. Le premier principe
Le premier principe de la thermodynamique stipule que lors de toute transformation, il y
a conservation de l’énergie. Elle ne peut donc être créée ou détruite, c’est une grandeur
conservative. Toute l’énergie, quelle que soit sa forme, perdue (gagnée) par le système
est récupérée (fournie) par le milieu extérieur. Il en résulte que l’énergie interne d’un
système isolé reste constante.
C ’est aussi une grandeur extensive ; l’énergie interne d’un système est la somme des
énergies internes des sous-systèmes qui le composent.
T J
O
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x:
OJ
>Q .
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U
2. Énergie interne
L’énergie interne d’un système est une fonction d ’état qui ne dépend que de l’état du
système et non de la manière dont cet état a été atteint. Elle est la somme de toutes
les énergies des particules de matière contenues dans le système : l’énergie cinétique
microscopique des particules qui composent le système et subissent l’agitation thermique et l’énergie potentielle des interactions microscopiques inter et intramoléculaires.
Elle s’exprime en joules J ( 1 eV = 0,16 x 10“'^ J).
L’énergie totale du système est égale à la somme de l’énergie interne avec l’énergie
cinétique macroscopique (translation et rotation) et avec l’énergie potentielle associée
aux champs de force extérieurs auquel le système est soumis (gravitation, champ électrique, champ magnétique). Pour un système immobile non soumis à des champs de
force, l’énergie totale se confond avec l’énergie interne.
A la suite d ’échanges avec le milieu extérieur ou d’une évolution interne du système,
son énergie interne va varier. On ne peut accéder à la valeur instantanée de l’énergie
interne U, mais seulement à sa variation Ai/. U est une fonction d’état extensive et, entre
deux états E, et E2, la variation d’énergie interne s’exprime par :
^ u = U ^-U ,
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