potentielle constante

Thermodynamique avancée
Cours 2 - Les lois de la
thermodynamique
Première loi
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•Types d’énergie (interne, potentielle et cinétique)
–Énergie interne, u
–Enthalpie, h
•Énoncé de la première loi de la thermodynamique
•Différence entre travail et chaleur
•Chaleurs spécifiques
–À volume constante : énergie interne
–À pression constante : enthalpie
•Processus thermodynamiques dans l’atmosphère
–Isobares
–Adiabatiques
•Température potentielle
•L’entropie
Lois de la thermodynamique
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Les potentiels thermodynamiques
Pour un système thermodynamique donné, un potentiel thermodynamique est une
fonction particulière qui atteint un minimum à l’équilibre thermodynamique du système, et
à partir de laquelle on peut déduire toutes les propriétés du système à l'équilibre.
Différents potentiels thermodynamiques correspondent aux différents jeux de variables
d’état utilisés.
•Les variables d’état les plus utilisées sont : l’entropie, S, le volume, V, la température T,
la pression p et le nombre de moles de chaque constituant ni.
Pour définir l’état du système d’une substance pure il suffit de deux des variables de
l’ensemble {S, V, T, p) et du nombre de moles de chaque phase constituant du système.
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Les potentiels thermodynamiques
Les quatre potentiels thermodynamiques les plus couramment utilisés sont :
•L’énergie interne, U
–Variables naturelles : S, V et ni
– Définition :
•L’énergie libre de Helmholtz, F
–Variables naturelles : T, V, ni
–Définition :
•Enthalpie, H
– Variables naturelles : S, p et ni
–Définition :
•Enthalpie libre de Gibbs
–Variables naturelles : T, p, ni
–Définition :
nombre de molécules de la phase i
potentiel chimique de la phase i
i
i
i
n
U
N
µ
=
∂
=∂
ii
reversible
U TdS pdV dn µ = −+
∑
∫
F U TS= −
H U pV= +
G U pV TS=+−
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Premier principe de la
thermodynamique
Matière
U
Q + W
∆U = Q + W
Premier principe ou principe de
la conservation d’énergie de
l’univers :
Dans un système fermé, la
variation de l’énergie interne est
égale à l’énergie net reçue par le
système de son environnement,
par échanges mécanique (travail)
et thermique (chaleur)
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