Chapitre 2 : Equilibre thermodynamique

Chapitre 2 : Equilibre thermodynamique

1. Equilibre thermique
• Exemple : verre d’eau chaude
t
T > T0
T=T0
T0
T0
• Equilibre thermique : égalité des températures
• Equilibre thermique implique un échange d’énergie
• L’échange d’énergie peut se produire selon divers processus physiques :
- conduction (collisions entre particules)
- convection (déplacement de fluides)
- radiation (transport par ondes éléctromagnétiques)
- changement d’état (modification de la densité)

• Conduction : collisions entre particules (électrons)
P=
∆U
∆t
=κ
A
d∆T
• Convection : déplacement de fluides (brassage)
A
d
conductivité thermique
effet de la température sur la densité du fluide.
voir loi de Fourier plus loin.

• Radiation : transport d’énergie par ondes éléctromagnétiques
P=∆U
∆t=eσA(T4
−T4
0)
σ=5.6 10−8W/m2K4
[constante de Stefan]
basé sur le corps noir
• Changement d’état : évaporation
P=
mL
∆t
chaleur latente si variation de densité
voir corps noir en BAC 3
voir chaleur latente plus loin

2. Equilibre mécanique
p=p0
t
p > p0
p0
p0
∆V
• Equilibre mécanique : égalité des pressions
• Equilibre mécanique implique un échange de volume
• Exemple : détente d’un piston
travail :
W=−p0∆V
[signe]