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Physique/Chimie

Propriétés physico-chimiques

L’énergie : conversion et transferts

Variation de l'énergie interne d'un système

208

•

19 mars 2023

•

2 pages

Découvre le Premier Principe de la Thermodynamique : Résumé et Exercices

C

Clémence Coplo

@clmencecoplo_mabi

Le premier principe de la thermodynamique explique les échanges d'énergie... Affiche plus

ECF 2: premier principe de la thermodynamique et bilan energetique F Isole: Il ne peut EchangeR ni de matière ni d'énergie Avec l'ext. energ

Application du premier principe et bilan d'énergie

Le premier principe de la thermodynamique est un outil puissant pour effectuer des bilans d'énergie dans divers systèmes thermodynamiques. Son application nécessite une méthode rigoureuse pour analyser les transferts d'énergie entre le système et son environnement.

Highlight: La formule générale du premier principe s'écrit : ΔU = W + Q, où ΔU représente la variation d'énergie interne, W le travail échangé, et Q l'énergie thermique échangée.

Pour réaliser un bilan d'énergie, il faut suivre ces étapes :

  1. Définir le système au repos macroscopique et appliquer le premier principe.
  2. Identifier tous les transferts d'énergie entre le système et l'extérieur, en notant leur sens.
  3. Attribuer un signe positif à l'énergie entrant dans le système et négatif à celle qui en sort.
  4. Effectuer la somme de tous ces transferts pour déterminer la variation d'énergie interne du système.

Définition: Un système est dit incompressible si sa masse volumique reste constante.

Pour un système incompressible, le premier principe se simplifie car le travail est nul W=0W = 0. La variation d'énergie interne est alors uniquement due au transfert thermique : ΔU = Q.

Vocabulaire: La capacité thermique est la capacité d'un système à stocker de l'énergie et à la restituer.

La capacité thermique massique cc est l'énergie absorbée par 1 kg du système pour élever sa température de 1°C ou1Kou 1K. Elle s'exprime en J/kg⋅Kkg·K.

Formule: Pour un système incompressible, on a : Q = m × c × ΔT, où m est la masse du système, c sa capacité thermique massique, et ΔT la variation de température.

Cette formule est essentielle pour les bilans d'énergie thermique dans de nombreux systèmes, notamment en physique thermique et en ingénierie.

Exemple: Si ΔU > 0, le système s'échauffe, tandis que si ΔU < 0, le système se refroidit.

En conclusion, le premier principe de la thermodynamique et les bilans d'énergie qui en découlent sont des outils fondamentaux pour comprendre et analyser les transformations thermodynamiques dans divers systèmes, qu'ils soient ouverts, fermés ou isolés.

ECF 2: premier principe de la thermodynamique et bilan energetique F Isole: Il ne peut EchangeR ni de matière ni d'énergie Avec l'ext. energ

Propriétés des systèmes thermodynamiques

Les systèmes thermodynamiques peuvent être classés en trois catégories principales : isolés, fermés et ouverts. Chaque type de système a des caractéristiques spécifiques en termes d'échanges d'énergie et de matière avec l'environnement extérieur.

Définition: Un système isolé ne peut échanger ni matière ni énergie avec l'extérieur. Son énergie interne U est égale à son énergie totale Etot.

Définition: Un système fermé peut échanger de l'énergie mais pas de matière avec l'extérieur. Son énergie totale comprend l'énergie cinétique, l'énergie potentielle et l'énergie interne.

Définition: Un système ouvert peut échanger à la fois de la matière et de l'énergie avec l'extérieur.

Le premier principe de la thermodynamique s'applique à ces différents types de systèmes, mais son expression peut varier selon le cas. Pour un système fermé au repos macroscopique, la variation d'énergie totale est égale à la variation d'énergie interne : ΔEtot = ΔU.

Highlight: Il existe deux formes principales de transfert énergétique entre un système et l'extérieur : le travail WW et l'énergie thermique QQ.

Le travail WW mesure la quantité d'énergie échangée par déplacement macroscopique, tandis que l'énergie thermique QQ représente un échange d'énergie à l'échelle microscopique sans déplacement macroscopique de la paroi.

Exemple: Dans le cas d'un gaz parfait, l'énergie potentielle Ep est nulle, donc l'énergie interne U est égale à l'énergie cinétique Ec.



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4.9/5

App Store

4.8/5

Google Play

L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

Stefan S

utilisateur iOS

Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

Samantha Klich

utilisatrice Android

Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

Anna

utilisatrice iOS

Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣

Thomas R

utilisateur d' Android

super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

utilisateur d'Android

Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

utilisateur d'Android

L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !

Sudenaz Ocak

utilisateur Android

Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

utilisateur Android

PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

utilisatrice d'Android

Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

utilisatrice iOS

C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

utilisateur IOS

Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

Ella

utilisatrice iOS

L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

Stefan S

utilisateur iOS

Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

Samantha Klich

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Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

Anna

utilisatrice iOS

Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣

Thomas R

utilisateur d' Android

super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

utilisateur d'Android

Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

utilisateur d'Android

L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !

Sudenaz Ocak

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Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

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PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

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Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

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C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

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Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

Ella

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L’énergie : conversion et transferts

Variation de l'énergie interne d'un système

 

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C

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Le premier principe de la thermodynamique explique les échanges d'énergie dans les systèmes thermodynamiques. Il est essentiel pour comprendre le bilan énergétique d'un système thermodynamique isolé et le transfert énergétique dans un système thermodynamique ouvert.

Points clés :

  • Définition... Affiche plus

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Application du premier principe et bilan d'énergie

Le premier principe de la thermodynamique est un outil puissant pour effectuer des bilans d'énergie dans divers systèmes thermodynamiques. Son application nécessite une méthode rigoureuse pour analyser les transferts d'énergie entre le système et son environnement.

Highlight: La formule générale du premier principe s'écrit : ΔU = W + Q, où ΔU représente la variation d'énergie interne, W le travail échangé, et Q l'énergie thermique échangée.

Pour réaliser un bilan d'énergie, il faut suivre ces étapes :

  1. Définir le système au repos macroscopique et appliquer le premier principe.
  2. Identifier tous les transferts d'énergie entre le système et l'extérieur, en notant leur sens.
  3. Attribuer un signe positif à l'énergie entrant dans le système et négatif à celle qui en sort.
  4. Effectuer la somme de tous ces transferts pour déterminer la variation d'énergie interne du système.

Définition: Un système est dit incompressible si sa masse volumique reste constante.

Pour un système incompressible, le premier principe se simplifie car le travail est nul W=0W = 0. La variation d'énergie interne est alors uniquement due au transfert thermique : ΔU = Q.

Vocabulaire: La capacité thermique est la capacité d'un système à stocker de l'énergie et à la restituer.

La capacité thermique massique cc est l'énergie absorbée par 1 kg du système pour élever sa température de 1°C ou1Kou 1K. Elle s'exprime en J/kg⋅Kkg·K.

Formule: Pour un système incompressible, on a : Q = m × c × ΔT, où m est la masse du système, c sa capacité thermique massique, et ΔT la variation de température.

Cette formule est essentielle pour les bilans d'énergie thermique dans de nombreux systèmes, notamment en physique thermique et en ingénierie.

Exemple: Si ΔU > 0, le système s'échauffe, tandis que si ΔU < 0, le système se refroidit.

En conclusion, le premier principe de la thermodynamique et les bilans d'énergie qui en découlent sont des outils fondamentaux pour comprendre et analyser les transformations thermodynamiques dans divers systèmes, qu'ils soient ouverts, fermés ou isolés.

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Propriétés des systèmes thermodynamiques

Les systèmes thermodynamiques peuvent être classés en trois catégories principales : isolés, fermés et ouverts. Chaque type de système a des caractéristiques spécifiques en termes d'échanges d'énergie et de matière avec l'environnement extérieur.

Définition: Un système isolé ne peut échanger ni matière ni énergie avec l'extérieur. Son énergie interne U est égale à son énergie totale Etot.

Définition: Un système fermé peut échanger de l'énergie mais pas de matière avec l'extérieur. Son énergie totale comprend l'énergie cinétique, l'énergie potentielle et l'énergie interne.

Définition: Un système ouvert peut échanger à la fois de la matière et de l'énergie avec l'extérieur.

Le premier principe de la thermodynamique s'applique à ces différents types de systèmes, mais son expression peut varier selon le cas. Pour un système fermé au repos macroscopique, la variation d'énergie totale est égale à la variation d'énergie interne : ΔEtot = ΔU.

Highlight: Il existe deux formes principales de transfert énergétique entre un système et l'extérieur : le travail WW et l'énergie thermique QQ.

Le travail WW mesure la quantité d'énergie échangée par déplacement macroscopique, tandis que l'énergie thermique QQ représente un échange d'énergie à l'échelle microscopique sans déplacement macroscopique de la paroi.

Exemple: Dans le cas d'un gaz parfait, l'énergie potentielle Ep est nulle, donc l'énergie interne U est égale à l'énergie cinétique Ec.

Rien ne te convient ? Explore d'autres matières.

Les étudiants nous adorent — il ne manque plus que toi.

4.9/5

App Store

4.8/5

Google Play

L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

Stefan S

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Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

Samantha Klich

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Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

Anna

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Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣

Thomas R

utilisateur d' Android

super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

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Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

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L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !

Sudenaz Ocak

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Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

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PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

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Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

utilisatrice iOS

C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

utilisateur IOS

Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

Ella

utilisatrice iOS

L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

Stefan S

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Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

Samantha Klich

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Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

Anna

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Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣

Thomas R

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super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

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Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

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L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !

Sudenaz Ocak

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Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

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PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

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Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

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C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

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Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

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