Chapitre II: Bases de la thermodynamique: concepts, systèmes et

Chapitre II:
Bases de la thermodynamique:concepts,systèmeset
transformations
Ahmed Aamouche
CP1, Semestre 2, Module Thermodynamique
ENSA Marrakech
Université Cadi Ayyad
Avril 2017
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Sommaire
1Etats de la matière
2Système thermodynamique
3Equilibre thermodynamique
4Le cas d’un gaz Parfait
5Mélange de gaz Parfaits
6Gaz réel
7Transformations Thermodynamiques
8Travail des Forces de pression
9La chaleur
10 Exercices : Voir TD séries 2 et 3
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I. Etats de la matière
Etat Physique
La matière existe essentiellement sous forme de mélanges.
Un corps pur est un constituant unique caractérisé par une formule chimique
définie ; exemple : corps pur simple (O2,N2,......),corpspurcomposé(SO2,
CO2,......).
Solide : cristal parfaitement ordonné, de volume propre.
Liquide :ensemblecompactmaisdésordonnéetsansformepropre.
Gaz : état dispersé et désordonné, sans forme propre.
Etat condensé : solide et liquide (volume incompressible).
Etat fluide :gazetliquide(écoulementetdiffusion).
Caractéristiques des états :
IQuantité moléculaire N : nombre de molécules dans un volume d’étude V.
IQuantité molaire n : nombre de moles de molécules dans un volume V. n=N
NA
avec NA=6.0225 ⇥1023mol 1est le nombre d’Avogadro
1mole $6.0225 ⇥1023 entités (molécules).
IDensité moléculaire n⇤: nombre de molécules par unité de volume.
n⇤ =N
V=n⇥NA V=NA Vmavec Vmest le volume molaire
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I. Etats de la matière
Cas Particulier :
ICas des Gaz sans interaction (parfait) : Dans les Conditions Normales de
Température et de Pression CNTP (0C, 1 atm.=1,013 bar) le volume molaire
est Vm=22,4L/mol et n⇤ =2,7⇥1025m3
ICas des liquides : Donnée expérimentale ; masse volumique :
⇢=m
V=M Vm
!n⇤ =NA⇥⇢
Mde l’ordre de 1028 m3
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II. Système thermodynamique
Définition Un système est un corps ou ensemble de corps délimité par une
frontière matérielle ou fictive qui le sépare du milieu extérieur.
Un système thermodynamique (⌃) est un système macroscopique, c’est-à-dire
composé d’un grand nombre d’objets microscopiques, des particules (atomes ou
molécules, ions, électrons...).
Exemple :
l’atmosphère, les océans, le corps humain, une chaudière, une machine frigorifique,
un moteur à combustion,...
Systèmes thermodynamiques
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