Thermodynamique appliquée/Introduction

La Thermodynamique appliquée nous permet d’utiliser les grands principes de transformation de l’énergie et leur mise en application, notamment par l’intermédiaire de cycles thermodynamiques et d' optimiser ainsi les systèmes énergétiques pour économiser les ressources de notre planète. Pour aborder cette leçon il est nécessaire de bien posséder les bases de la thermodynamique.

Systèmes fermés

Ce sont les systèmes qui n'échangent pas de matières avec le milieu extérieur.

• voir aussi: Introduction à la thermodynamique/Système thermodynamique

Bilan énergétique: énergie interne

Si l’on ne considère que les 2 modes d'énergie chaleur Q et travail mécanique W, alors la variation d'énergie interne U est:

$\mathrm{\Delta }U=Q+W$

Ce bilan constitue la concrétisation du premier principe de la thermodynamique. On utilise la fonction d'état U qui caractérise le contenu énergétique du système. Si un système évolue d'un état A vers un état B en échangeant une quantité de chaleur Q et de travail W, suivant deux chemins distincts (I) et (II), on écrit alors:

$\mathrm{\Delta }{U}_{AB}=Q_I+W_I$

$\mathrm{\Delta }{U}_{AB}=Q_{II}+W_{II}$

U étant une fonction d'état la variation ΔU_AB est la même quel que soit le chemin suivi ( I ou II ).

Remarques:

1. Le travail W dans notre cas doit être noté W_f car le système est fermé.
2. Pour une variation infinitésimale : $dU=\delta Q+\delta W$
3. Pour une évolution isochore: $dU=\delta Q_v$
4. Pour cette évolution isochore, on définit $C_v=(\frac{dU}{dT}{)}_v$

Enthalpie

• voir: Énergie libre, enthalpie libre