Notions Thermo : Les 3 types de systèmes : o o o Système fermé ∅ d’échange de matière avec le milieu extérieur Système ouvert échange d’énergie et de matière avec le milieu extérieur Système isolé ∅ d’échange d’énergie et de matière avec l’extérieur Résumé par tableau : Echange de matière Echange d’énergie Système fermé Non Non Système ouvert Oui Oui Système isolé Non Oui Les deux types de grandeurs : o o Intensives : La grandeur est indépendantes de la quantité de matière du système (exemple la température) Extensives : Si la grandeur est proportionnelles à la quantité de matière du système (exemple : le volume) Le rapport de 2 valeurs intensives est extensif Le modèle du gaz parfait : Deux approximations : o o Les particules consitituant le gaz sont considérés ponctuelles Les interactions entre les particules ne sont pas prises en compte Une équation d’état : PV = nRT Modèle de Bohr : o o o Atomes consituté comme le système solaire avec les électrons en orbites Noyau constitué de N neutrons et de Z protons A = N+Z (le nombre de masse) o o o o Isotopes Les noyaux peuvent mettre des électrons en communs pour former des molécules Corps purs simples Corps purs composés Méthode pour décrire un système : o o Décrire le système en précisant bien ses frontières Déterminer l’état du système défini par ses variables Propriété d’une paroi d’un système : o o Diatherme ou diathermique : Paroi thermiquement isolé et conductrice de la chaleur Adiabatique : paroi n’admettant aucun transfert de chaleur Equilibre d’un système : o Constance de ses variables d’état au cours du temps et uniformité en tout point du système. Deux types d’équilibres : o o Stables Instables Equilibre mécanique atteint lorsque : - Equilibre cinétique Equilibre gravitationnelle Equilibre hydrostatique Equilibre thermodynamique : - Equilibre thermique Equilibre chimique Equilibre électrique Chaque équilibre à sa constante de temps. Equation d’Etat : Toute relation entres les variables d’état est une equation d’état. Ex : PV = nRT est l’équation d’état des gaz parfaits Les coefficients thermoélastiques : - Ils traduisent des propriétés thermiques et mécaniques des fluides Ils peuvent s’obtenir expérimentalement Coefficient de dilatation isobare : 1 𝜕𝑉 𝛼 = 𝑉 (𝜕𝑇 ) 𝑃 Coefficient variation de pression isochore : 1 𝜕𝑃 𝑃 𝜕𝑇 𝑉 𝛽= ( ) Coefficient de compressibilité isotherme : 1 𝜕𝑉 𝑥𝑡 = − 𝑉 (𝜕𝑃) 𝑇 Equation d’état des coefficients thermoélastique : 𝛼 = 𝑃𝛽χ𝑡 La pression : Pour un liquide : 𝑃(𝑧) = 𝜌𝑔𝑧 Donc : 𝑝𝑎 − 𝑝𝑏 = −𝜌𝑔(𝑧𝑎 − 𝑧𝑏 ) Théorème d’archimède : ⃗⃗ = −𝜌𝑉𝑔 𝑓Π Pression dans un gaz : 1 2 𝑃 = 3 𝑚𝑛∗ 𝑢∗ Avec 𝑛∗ = 𝑁 𝑉 et 𝑢∗ = √< 𝑢𝑖2 > (c’est la vitesse quadratique moyenne) La température 1 2 Elle traduit le degrés d’agitation des particules Elle est proportionnelle à l’énergie cinétique microscopique U Pour un gaz parfait contenant N particule : 2 1 3 𝑈 = 𝑁𝑚𝑢∗ = 𝑁𝑘𝑏 𝑇 Le modèle du gaz parfait : - Le modèle du gaz réel pour les faibles pressions A l’échelle macroscopique, il doit vérifier : - Loi de Boyle Mariotte : T = cst alors PV = cst Loi de Charles gay-Lussac : la loi de variation de PV est la même pour tous les gaz Loi d’Avogadro-Ampère : A T fixée, PV est proportionnel à N Equation : 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 = 𝑁𝑘𝑏 𝑇 Mélange de gaz parfait : - Un mélange est dit idéal si ce mélange se comporte comme un gaz parfait Caractéristique d’un mélange parfait : 𝑛𝑖 𝑖 𝑛𝑖 𝑅𝑇 𝑛𝑖 𝑉 - Fraction molaire : 𝑥𝑖 = ∑ - Pression partielle : 𝑃𝑖 = - occupait tout le volume) Loi de Dalton : 𝑃 = ∑𝑖 𝑃𝑖 x 𝑛𝑖 𝑃 𝑖 𝑛𝑖 =∑ = 𝑥𝑖 𝑃 (c’est la pression qu’aurait le gaz s’il
