Le premier principe de la thermodynamique

La thermodynamique est basée sur quatre principes :
•Le Principe zéro (ajouté après coup ! 1931) : il concerne
la notion de l’équilibre thermique. Il stipule que l’on
peut définir la température d’un corps (caractère
universel de la température). La température est l’un des
concepts les plus fondamentaux de la thermodynamique.
•Le premier principe : traduit la conservation de l’énergie
et l’équivalence entre le travail et la chaleur.
•Le 2ème principe : introduit une dissymétrie entre le
travail et la chaleur en indiquant dans quel sens ont lieu
les transformations. Il introduit la notion d’irréversibilité
et le concept d’entropie.
•Le 3ème principe : traite les propriétés de la matière à très
basses températures au voisinage du zéro absolu.

La thermodynamique peut être abordée à deux
niveaux différents :
-Le niveau macroscopique (seul domaine observable
expérimentalement) qui est celui des propriétés mesurables
de la matière (volume, pression, température, production
d’énergie, …). C’est une démarche phénoménologique basée
sur les deux principes généraux. C’est le domaine de la
thermodynamique classique.
-Le niveau microscopique qui est celui des molécules (atomes
ou ions) avec mouvements divers et interactions. C’est une
démarche causale basée sur la construction de modèles (à
l’échelle atomique) traités par une théorie mathématique
statistique. C’est le domaine de la théorie cinétique et de la
thermodynamique statistique.

•Les résultats observés macroscopiquement
pouvaient être interprétées au niveau des
molécules.
•C’est Maxwell (1860) qui le premier a posé les
bases de l’analyse statistique appliquée à la
physique. L’étude statistique du gaz au niveau
microscopique a permis de retrouver la plupart des
résultats macroscopiques et notamment la loi des
gaz parfaits.
•Il restait un seul problème à interpréter :
l’irréversibilité
•Les travaux de Boltzmann : entropie statistique
•Irréversibilité : passage d’un état plus ordonné
vers un état moins ordonné

Principe de l’équilibre thermique ou principe " zéro "
de la thermodynamique :
•Deux corps, mis en contact prolongé, se
mettent en équilibre thermique.
•Deux corps, en équilibre thermique avec un
même troisième, sont en équilibre thermique
entre eux.

Echelle absolue.
L’expérience : pour une quantité de gaz fixée,
lorsque la pression P tend vers 0 et (le gaz).
PV = f(T)
On peut donc prendre comme grandeur
thermométrique le produit (PV) lorsque P 0