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Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Énergie thermique I de combustion.
Effets de la thermodynamique

Entropie

Énergie interne en thermodynamique

Énergie interne en thermodynamique

En thermodynamique, l'énergie interne du système est appelée l'énergie totale qu'un système thermodynamique contient. 

Cette énergie peut être modifiée par un travail sur elle ou par transfert d'énergie (apport d'un certain quantité de chaleur). Ainsi, la variation de température est liée à une variation d'énergie interne.

La première loi de la thermodynamique postule que l'augmentation de l'énergie interne est égale au transfert thermique ajouté plus le travail effectué par le milieu extérieur. Application du premier principe de la thermodynamique: si le système est isolé, il reste constant.

L'énergie interne est fonction d'état du système et l'unité de mesure, selon le système international, est le joule (J).

L'état d'un système est décrit par quelques paramètres macroscopiques appelés grandeurs d'état, comme c'est le notre cas.

Explication à l'échelle microscopique

À l'échelle microscopique, cette forme d'énergie comprend l' énergie cinétique interne et potentielle:

  • L' énergie cinétique interne qui est la somme des énergies cinétiques microscopiques de chaque élément d'un système par rapport à son centre de masse. D'une certaine manière, il est une espèce d'agitation thermique.

  • L'énergie potentielle interne associée à chacune des interactions de ces éléments. Il est associé aux constituants statiques de la matière.

Quel est le rapport avec les gaz parfaits?

Dans le domain de la physique-chimie, la thermodynamique utilise souvent le concept de gaz parfait. Ce concept est une approximation des systèmes réels utilisés à des fins éducatives.

Le gaz idéal est un gaz de particules considérées comme des objets ponctuels qui n'interagissent que par des collisions élastiques. Ici, l'énergie cinétique consiste uniquement en l'énergie de translation des atomes individuels.

Par conséquent, les changements d'énergie interne dans un gaz parfait ne peuvent être décrits que par des changements dans son énergie cinétique. Dans ce cas, l'énergie ne dépend que de sa pression, de son volume et de sa température thermodynamique. La valeur est proportionnelle à sa masse, sa température et à la capacité thermique massique. 

Comment l'énergie interne est-elle mesurée?

La mesure directe n'est pas possible. Sa variation de l'énergie interne est mesurée et exprimée par ΔU.

La variation de l'énergie interne peut être trouvée en mesurant l' énergie thermique, l'énergie de la lumière ou des énergies similaires transmises. Vous pouvez également calculer la quantité de travail effectué par le système ou le travail effectué dans le système.

Lorsqu'un système thermodynamique transfère de l'énergie sous forme de chaleur à un autre système, l'énergie interne des deux systèmes varie. De plus, d'autres de ses variables d'état peuvent être modifiées.

S'il y a une altération de la structure atomique ou moléculaire, il y a une variation de l'énergie chimique interne.

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Date de publication : 4 avril 2017
Dernier examen : 30 août 2020