Chapitre 1 Généralités sur la thermodynamique
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Chapitre 1 Thermodynamique Généralités sur la thermodynamique Définitions Système isolé : aucun échange via les frontières Système fermé : aucun échange de matière avec l’extérieur Système isolé thermiquement : parois adiabatiques Réversibilité : transformation pouvant être suivie en passant par le même chemin à part de n’importe quel point d’équilibre Température : mesure de l’énergie cinétique moyenne de translation des molécules Principe zéro : si deux systèmes sont en équilibre thermique, alors ils sont eux-mêmes en équilibre thermique Equations d’état usuelles Gaz parfait : 𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 Van der Waals (gaz + liquide) : 𝑝 + 𝑉 2 𝑎 𝑉 − 𝑏 − 𝑛𝑅𝑇 = 0 avec b le covolume occupé par les autres molécules Fonctions d’état On appelle fonction d’état toute fonction à plusieurs variables de l’espace des variables d’état : 𝑔(𝑋, 𝑍) par exemple. Posons 𝑤 = 𝑔 𝑋, 𝑍 , on appelle « différentielle » de w la grandeur dw définie par : 𝑑𝑤 = 𝑔 𝑋 + 𝜀𝑋 , 𝑦 + 𝜀𝑌 + 𝑔(𝑋, 𝑌) En posant 𝜀𝑋 = 𝑑𝑋 et 𝜀𝑌 = 𝑑𝑌, on a : 𝜕𝑔 𝜕𝑔 𝑑𝑤 = 𝑑𝑋 + 𝑑𝑌 𝜕𝑋 𝜕𝑌 Relation entre les dérivées partielles Soit 𝑝 𝑉, 𝑇 , 𝑉 𝑇, 𝑝 , 𝑇(𝑝, 𝑉) : 𝜕𝑝 𝜕𝑇 𝜕𝑝 𝜕𝑇 𝑉 𝑉 𝜕𝑇 𝜕𝑉 𝜕𝑇 𝜕𝑝 𝑝 =1 𝑉 𝜕𝑉 𝜕𝑝 = −1 𝑇 Coefficients thermoélastiques 1 𝜕𝑉 𝛼=𝑉 : coefficient de dilatation isobare 𝜕𝑇 𝑝 1 𝜕𝑝 𝛽= : coefficient de 𝑃 𝜕𝑇 𝑉 1 𝜕𝑉 𝜒𝑇 = − : coefficient 𝑉 𝜕𝑝 𝑇 variation de pression à volume constant de compressibilité isotherme
