Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Énergie thermique I de combustion.
Effets de la thermodynamique

Entropie

Propriétés thermodynamiques

Propriétés thermodynamiques

Une propriété thermodynamique est une caractéristique ou une particularité qui permet les changements de la substance de travail, c'est-à-dire les changements d'énergie.

Les propriétés thermodynamiques peuvent être classées comme intensives et extensives. Ils sont intensifs ceux qui ne dépendent pas de la quantité de matière du système (pression, température, composition). Les plus étendus dépendent de la taille du système (masse, volume).

Variables thermodynamiques

Les variables thermodynamiques sont les grandeurs que nous considérons nécessaires ou commodes à spécifier pour donner une description macroscopique du système. La plupart de ces grandeurs proviennent d'autres branches de la physique.

Une variable thermodynamique est une grandeur physique macroscopique qui caractérise l'état d'un système en équilibre. Ensuite, par un certain nombre de variables d'état, l'état d'un système thermodynamique en équilibre peut être défini. En général, les systèmes hors équilibre ne peuvent être représentés par un nombre fini de degrés de liberté et leur description est beaucoup plus complexe.

La valeur d'une fonction d'état dépend uniquement de l'état thermodynamique actuel du système, quelle que soit la façon dont il y est parvenu. Cela signifie que si, à un moment donné, nous avons deux systèmes thermodynamiques en équilibre à n degrés de liberté et que nous mesurons la même valeur de n fonctions d'état indépendantes, toute autre fonction d'état aura la même valeur dans les deux systèmes, quelle que soit la valeur. des variables thermodynamiques dans les instants précédents.

Propriétés thermodynamiques intensives

Les propriétés intensives dépendent de la masse, elles sont caractéristiques du système. Les intensifs ne dépendent pas de la taille du système. Si un système est divisé en deux parties, une propriété intensive conserve la même valeur dans chaque partie. Par exemple, la densité de l'eau est la même si elle est concentrée dans un litre que celle qui est concentrée dans un énorme gisement.

Dans cet ensemble de propriétés, nous avons toutes les valeurs spécifiques comme énergie interne spécifique, enthalpie spécifique, entropie spécifique, température, pression, volume spécifique, etc.

Voici une brève description de certains d'entre eux:

  • Densité: la densité existant entre la masse occupant un volume total ou, en d'autres termes, la masse par unité de volume.
  • Volume spécifique: le volume spécifique est la relation qui existe entre le volume total occupé par une masse. Il peut également être défini comme le volume par unité de masse.
  • Poids spécifique. Le poids spécifique est défini comme la relation entre le poids du corps et le volume total qu'il occupe.
  • La pression La pression est la force exercée par un corps par unité de surface.
  • La température La température est l'état thermique d'une substance considérée comme transmettant de la chaleur. La température peut être exprimée à différentes échelles: degrés Celsius, Fahrenheit, Kelvin ou Rankine.

Propriétés thermodynamiques étendues

Les propriétés étendues ne dépendent pas de la masse, mais dépendent de la taille du système. Ainsi, lorsque les différentes parties d'un tout se rejoignent, vous obtenez une valeur totale. Si un système est composé de différents sous-systèmes, la valeur de la propriété extensive pour l'ensemble du système sera la somme de la valeur des différents sous-systèmes.

Les propriétés extensives deviennent intensives si elles sont exprimées en unité de masse (propriété spécifique), en moles (propriété molaire) ou en volume (densité de la propriété).

Parmi ce groupe de propriétés, nous avons les valeurs totales, telles que les énergies totales, le volume, le poids, la quantité de substance, etc.

Ensuite, nous décrivons quelques propriétés thermodynamiques étendues:

La chaleur

La chaleur en thermodynamique est considérée comme l'énergie qui coule lorsque deux substances ayant des températures différentes entrent en contact. La chaleur circule toujours du corps chaud au corps froid.

Par convention, la chaleur qui quitte un système a un signe négatif; tandis que la chaleur qui entre dans un système a un signe positif.

La température est une propriété intensive, alors que la chaleur est une propriété extensive. La chaleur, à son tour, n'est pas une fonction d'état car elle dépend du chemin parcouru.

Les unités pour exprimer la chaleur sont les unités d'énergie, les plus courantes étant juillet (J) et calorie (cal).

Le travail

Le travail en thermodynamique représente toujours un échange d'énergie entre un système et son environnement.

Par convention, le travail effectué par l'environnement sur le système présente un signe positif. tandis que si le système qui travaille sur l'environnement a un signe négatif.

Le travail n'est pas une fonction de l'état, il dépend du chemin parcouru.

Les unités pour exprimer un travail sont celles de l'énergie, les plus courantes étant Juillet (J) et Calorie (cal).

Énergie interne

L'énergie interne d'un système thermodynamique est la somme de toutes les énergies existantes dans le système (énergie cinétique, énergie thermique, énergie potentielle, etc.). Certains auteurs le représentent avec la lettre U.

L'énergie interne est un type d'énergie qui ne peut pas être déterminé, sous forme absolue, donc, ce qui est mesuré est la variation d'énergie interne du système.

L'énergie interne est une propriété thermodynamique étendue qui dépend de la quantité et de la qualité de la matière. A son tour, l'énergie interne est fonction de l'état, ne dépend pas du chemin parcouru.

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Dernier examen: 17 avril 2019