E-III : la thermodynamique avec le seul premier principe

Mots-clefs : paramètre d'état, fonction d'état, équation d'état, paramètre intensif, paramètre extensif, premier principe de la thermodynamique, énergie interne, enthalpie, transformation isochore, transformation isobare, transformation isotherme, transformation adiabatique, détente de Joule-Gay-Lussac, détente de Joule-Thomson, puissance mécanique, puissance thermique, énergie cinétique macroscopique, énergie d'agitation thermique, relation de Mayer.

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Ci-dessous l'introduction du chapitre :

On définit l'objet de la thermodynamique à savoir l'étude des systèmes au travers d'un petit nombre de paramètres macroscopiques qui sont la moyenne statistique avec un faible écart-type de grandeurs microscopiques. On rappelle ensuite un peu de vocabulaire : paramètres intensifs et extensifs, équations et fonctions d'état.

A partir des lois de la mécanique des systèmes, on introduit l'énergie interne et l'énergie cinétique macroscopique et l'on établit la distinction entre échanges mécaniques et échanges thermiques. On dégage le sens profond du premier principe.

On montre qu'il faut connaître l'équation d'état et la fonction énergie interne du système étudié, donc un modèle d'origine expérimentale, pour utiliser ce premier principe. On développe la méthodologie expérimentale pour y parvenir.

On rappelle, sur l'exemple du gaz de Van der Waals, comment traiter les transformations classiques : isochore, isobare et isotherme réversibles, adiabatiques réversible ou non, détentes de Joule-Gay-Lussac et de de Joule-Gay-Thomson.

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