Transformations Isochore et Isobare
Contexte : La Thermodynamique du Gaz ParfaitBranche de la physique qui étudie les transformations de l'énergie, et notamment la conversion de la chaleur en travail, pour un gaz théorique dont les molécules n'ont pas de volume et n'interagissent pas entre elles..
Cet exercice explore le comportement de deux moles de gaz parfait monoatomique subissant deux transformations fondamentales à partir d'un même état initial. Nous analyserons une transformation à volume constant (isochore) et une à pression constante (isobare). L'objectif est de calculer les grandeurs thermodynamiques clés – le travail (\(W\)), la chaleur (\(Q\)), et la variation d'énergie interneL'énergie totale contenue dans un système, associée à l'agitation microscopique de ses particules. Pour un gaz parfait, elle ne dépend que de la température. (\(\Delta U\)) – pour chaque processus.
Remarque Pédagogique : Cet exercice vous permettra d'appliquer concrètement le Premier Principe de la Thermodynamique et la Loi des Gaz Parfaits, deux piliers de la chimie physique, pour quantifier les échanges d'énergie dans des conditions contrôlées.
Objectifs Pédagogiques
- Appliquer la loi des gaz parfaits (\(PV=nRT\)) pour déterminer l'état d'un système.
- Calculer le travail, la chaleur et la variation d'énergie interne pour une transformation isochore.
- Calculer le travail, la chaleur et la variation d'énergie interne pour une transformation isobare.
- Maîtriser l'utilisation des capacités thermiques molaires (\(C_{\text{v,m}}\) et \(C_{\text{p,m}}\)).
- Représenter et interpréter des transformations thermodynamiques sur un diagramme de Clapeyron (P-V).
Données de l'étude
Transformations Étudiées
- Transformation A (1 → 2) : Le gaz est chauffé à volume constant (isochore) jusqu'à ce que sa pression double.
- Transformation B (1 → 3) : Le gaz est chauffé à pression constante (isobare) jusqu'à ce que son volume double.
Système Piston-Cylindre
| Constante / Donnée | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Constante des gaz parfaits | \(R\) | 8.314 | \(\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\) |
| Conversion pression | 1 atm | 101325 | \(\text{Pa}\) |
| Capacité thermique (vol. const.) | \(C_{\text{v,m}}\) | \(\frac{3}{2}R\) | \(\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\) |
| Capacité thermique (press. const.) | \(C_{\text{p,m}}\) | \(\frac{5}{2}R\) | \(\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\) |
Questions à traiter
- Calculer la température initiale \(T_1\) du gaz en Kelvin.
- Pour la transformation isochore (1 → 2), déterminer la température finale \(T_2\), le travail \(W_{1 \to 2}\), la chaleur \(Q_{1 \to 2}\) et la variation d'énergie interne \(\Delta U_{1 \to 2}\).
- Pour la transformation isobare (1 → 3), déterminer la température finale \(T_3\).
- Pour la transformation isobare (1 → 3), calculer le travail \(W_{1 \to 3}\), la chaleur \(Q_{1 \to 3}\) et la variation d'énergie interne \(\Delta U_{1 \to 3}\).
- Représenter qualitativement les deux transformations sur un diagramme (P, V) et comparer le travail effectué dans les deux cas.
Les bases de la Thermodynamique des Gaz Parfaits
Pour résoudre cet exercice, il est essentiel de maîtriser trois concepts fondamentaux.
1. Loi des Gaz Parfaits
Elle relie la pression (\(P\)), le volume (\(V\)), la quantité de matière (\(n\)) et la température (\(T\)) d'un gaz parfait.
\[ PV = nRT \]
2. Premier Principe de la Thermodynamique
Il énonce la conservation de l'énergie pour un système. La variation de son énergie interne (\(\Delta U\)) est égale à la somme du travail (\(W\)) et de la chaleur (\(Q\)) échangés avec l'extérieur.
\[ \Delta U = Q + W \]
3. Expressions de l'Énergie
Pour un gaz parfait, la variation d'énergie interne ne dépend que de la variation de température. Le travail est lié à la variation de volume.
\[ \Delta U = n C_{\text{v,m}} \Delta T \quad \text{et} \quad W = -\int_{V_{\text{i}}}^{V_{\text{f}}} P_{\text{ext}} \text{d}V \]
Correction : Transformations Isochore et Isobare
Question 1 : Calculer la température initiale \(T_1\) du gaz en Kelvin.
Principe
Pour trouver la température d'un gaz parfait connaissant sa pression, son volume et sa quantité de matière, on utilise directement la loi des gaz parfaits. Il s'agit simplement d'isoler la variable \(T\) dans l'équation.
Mini-Cours
Les grandeurs P, V, T et n sont appelées les "variables d'état". Elles décrivent l'état macroscopique d'un système à l'équilibre. La loi des gaz parfaits est une "équation d'état" car elle lie ces variables entre elles. Connaître n'importe lesquelles de ces trois variables permet de déterminer la quatrième.
Remarque Pédagogique
Avant tout calcul, prenez l'habitude de lister les données connues (avec leurs unités) et la donnée inconnue. Cette simple étape de "pose du problème" permet de clarifier la situation et d'identifier immédiatement l'outil (la formule) à utiliser.
Normes
La thermodynamique repose sur des principes fondamentaux universels (comme la conservation de l'énergie) et non sur des normes réglementaires locales ou nationales. Les formules et lois utilisées ici sont valables partout dans le monde.
Formule(s)
Loi des gaz parfaits résolue pour T
Hypothèses
Le cadre du calcul est défini par l'hypothèse centrale de l'énoncé.
- Le système est modélisé comme un gaz parfait. Cela suppose que les interactions entre les molécules du gaz sont négligeables et que leur volume propre est nul par rapport au volume du conteneur.
Donnée(s)
Les données suivantes sont extraites de l'énoncé de l'exercice pour l'état initial.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Pression initiale | \(P_1\) | 2 | \(\text{atm}\) |
| Volume initial | \(V_1\) | 25 | \(\text{L}\) |
| Quantité de matière | \(n\) | 2 | \(\text{mol}\) |
| Constante des gaz parfaits | \(R\) | 8.314 | \(\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\) |
Astuces
Pour vérifier rapidement un ordre de grandeur, on peut utiliser une autre valeur de R : \(R \approx 0.0821\) L·atm·mol⁻¹·K⁻¹. Avec cette constante, pas besoin de convertir P et V ! \(T = (2 \times 25) / (2 \times 0.0821) \approx 304.5\) K. C'est un excellent moyen de s'assurer que le résultat final est cohérent.
Schéma (Avant les calculs)
Représentation de l'État Initial 1 sur le diagramme P-V
Calcul(s)
Conversion de la Pression \(P_1\)
Conversion du Volume \(V_1\)
Calcul de la Température \(T_1\)
Schéma (Après les calculs)
Position de l'État 1 sur l'isotherme T1
Réflexions
Une température d'environ 305 K correspond à 32°C. C'est une température de départ tout à fait plausible pour une expérience en laboratoire, ce qui conforte la validité de notre calcul.
Points de vigilance
L'erreur la plus commune est de ne pas utiliser des unités cohérentes. Mélanger des litres et des atmosphères avec la constante R en J·mol⁻¹·K⁻¹ est une garantie d'erreur. Choisissez un système d'unités (de préférence le Système International) et convertissez toutes vos données avant de commencer.
Points à retenir
Pour maîtriser cette question, retenez ces trois points :
- La loi des gaz parfaits (\(PV=nRT\)) est l'outil central pour décrire l'état d'un gaz.
- L'homogénéité des unités est cruciale pour la validité du calcul.
- La température en thermodynamique s'exprime toujours en Kelvin.
Le saviez-vous ?
L'échelle Kelvin, ou échelle de température absolue, a été proposée par William Thomson (Lord Kelvin) en 1848. Son point de départ, le zéro absolu (0 K), est la température la plus basse possible, où toute agitation thermique des atomes et molécules cesserait théoriquement.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Calculez la température initiale si le gaz était sous 1 atm mais occupait un volume de 50 L. Entrez votre réponse en Kelvin.
Question 2 : Pour la transformation isochore (1 → 2), déterminer \(T_2\), \(W_{1 \to 2}\), \(Q_{1 \to 2}\) et \(\Delta U_{1 \to 2}\).
Principe
Une transformation isochore se produit à volume constant. Cela a des conséquences directes sur les calculs : le travail des forces de pression est nul (car le piston ne bouge pas), et toute la chaleur fournie au système sert à augmenter son énergie interne (son agitation thermique).
Mini-Cours
L'énergie interne \(U\) d'un gaz parfait ne dépend que de sa température. Sa variation est \(\Delta U = nC_{\text{v,m}}\Delta T\), où \(C_{\text{v,m}}\) est la capacité thermique molaire à volume constant. Le Premier Principe (\(\Delta U = Q + W\)) nous dit que pour un processus isochore (\(W=0\)), la chaleur échangée est exactement égale à la variation d'énergie interne : \(Q_v = \Delta U\).
Remarque Pédagogique
Visualisez la situation : vous chauffez une boîte rigide et fermée. Le gaz à l'intérieur ne peut pas se détendre, donc il ne peut pas "pousser" sur les parois. L'énergie que vous fournissez est entièrement "stockée" par les molécules du gaz, qui s'agitent plus vite : leur température et leur pression augmentent.
Normes
Comme pour la question 1, les principes de la thermodynamique sont universels.
Formule(s)
Loi de Gay-Lussac
Définition du travail
Variation d'énergie interne
Premier Principe
Hypothèses
En plus de l'hypothèse du gaz parfait, nous ajoutons la condition de la transformation.
- Le gaz est parfait.
- La transformation est isochore (\(V=\text{constante}\)).
Donnée(s)
Les données proviennent de l'énoncé (conditions de la transformation) et du résultat de la question 1.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Pression initiale | \(P_1\) | 2 | \(\text{atm}\) |
| Température initiale | \(T_1\) | 304.7 | \(\text{K}\) |
| Pression finale | \(P_2\) | 4 | \(\text{atm}\) |
| Quantité de matière | \(n\) | 2 | \(\text{mol}\) |
| Capacité thermique (vol. const.) | \(C_{\text{v,m}}\) | \(\frac{3}{2}R\) | \(\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\) |
Astuces
Pour un gaz parfait, souvenez-vous que \(\Delta U\) ne dépend QUE de la variation de température, quelle que soit la transformation (isochore, isobare, etc.). Si vous calculez \(\Delta U\) pour une certaine variation \(\Delta T\) dans un cas, vous aurez la même valeur de \(\Delta U\) pour le même \(\Delta T\) dans un autre cas.
Schéma (Avant les calculs)
Chemin de la Transformation Isochore (1 → 2)
Calcul(s)
Calcul de la température finale \(T_2\)
Calcul du travail \(W_{1 \to 2}\)
Calcul de la variation d'énergie interne \(\Delta U_{1 \to 2}\)
Calcul de la chaleur \(Q_{1 \to 2}\)
Schéma (Après les calculs)
Transformation Isochore et Isothermes
Réflexions
Le système a été chauffé (\(Q > 0\)), ce qui a provoqué une augmentation de sa température et de sa pression. Toute l'énergie fournie sous forme de chaleur a servi à augmenter l'énergie interne du gaz, car aucune énergie n'a été dépensée sous forme de travail.
Points de vigilance
Attention à ne pas confondre \(C_{\text{v,m}}\) et \(C_{\text{p,m}}\). Pour un calcul de \(\Delta U\), on utilise TOUJOURS \(C_{\text{v,m}}\), même si la transformation n'est pas isochore. Pour un calcul de chaleur à volume constant \(Q_v\), on utilise \(C_{\text{v,m}}\).
Points à retenir
- Transformation isochore : \(\Delta V = 0 \Rightarrow W = 0\).
- Le premier principe se simplifie : \(\Delta U = Q_v\).
- La chaleur est directement liée à \(C_v\): \(Q_v = nC_{\text{v,m}}\Delta T\).
Le saviez-vous ?
Le moteur à combustion interne à quatre temps (cycle d'Otto) qui équipe la plupart des voitures à essence est modélisé avec deux transformations isochores. La combustion rapide de l'essence est assimilée à un chauffage à volume constant.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Que vaudrait la chaleur \(Q_{1 \to 2}\) si la pression finale n'était que de 3 atm au lieu de 4 atm ? Entrez votre réponse en kJ (kilojoules).
Question 3 : Pour la transformation isobare (1 → 3), déterminer la température finale \(T_3\).
Principe
Une transformation isobare se produit à pression constante. Pour un gaz parfait, si la pression est constante, le volume est directement proportionnel à la température absolue. C'est la loi de Charles. Si on double le volume, on doit donc doubler la température absolue.
Mini-Cours
La loi de Charles, une conséquence de \(PV=nRT\) lorsque \(P\) et \(n\) sont constants, stipule que \(V/T = nR/P = \text{constante}\). Ainsi, pour deux états 1 et 3 à la même pression, on a la relation de proportionnalité directe \(V_1/T_1 = V_3/T_3\).
Remarque Pédagogique
Contrairement au cas isochore, ici le piston est libre de bouger. Quand vous chauffez le gaz, il se dilate pour maintenir sa pression égale à la pression extérieure. C'est cette dilatation qui est responsable de l'augmentation de volume.
Normes
Les principes de la thermodynamique sont universels.
Formule(s)
Loi de Charles
Hypothèses
On se place dans le cadre d'une transformation isobare d'un gaz parfait.
- Le gaz est parfait.
- La transformation est isobare (\(P=\text{constante}\)).
Donnée(s)
Les données proviennent de l'énoncé (condition sur le volume) et du résultat de la question 1.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Volume initial | \(V_1\) | 25 | \(\text{L}\) |
| Température initiale | \(T_1\) | 304.7 | \(\text{K}\) |
| Volume final | \(V_3\) | 50 | \(\text{L}\) |
Astuces
Lorsque vous avez une relation de proportionnalité comme \(V_3 = 2V_1\), vous pouvez directement en déduire \(T_3 = 2T_1\) sans passer par le calcul explicite des volumes. Cela permet de gagner du temps et de réduire les risques d'erreurs d'arrondi.
Schéma (Avant les calculs)
Chemin de la Transformation Isobare (1 → 3)
Calcul(s)
Calcul de la température finale \(T_3\)
Schéma (Après les calculs)
Transformation Isobare et Isothermes
Réflexions
Il est intéressant de noter que la température finale est la même que pour la transformation isochore. Cela est dû aux conditions spécifiques de l'énoncé (pression doublée vs volume doublé). Cela nous permettra de comparer les bilans énergétiques pour une même variation de température.
Points de vigilance
Ne confondez pas la loi de Charles (\(V/T=\text{cste}\) à P cste) avec la loi de Gay-Lussac (\(P/T=\text{cste}\) à V cst) ou la loi de Boyle-Mariotte (\(PV=\text{cste}\) à T cste). Chaque loi s'applique à une transformation particulière.
Points à retenir
Pour une transformation isobare d'un gaz parfait, le volume et la température absolue sont directement proportionnels. Si l'un double, l'autre double.
Le saviez-vous ?
Une montgolfière est une excellente illustration de la loi de Charles. En chauffant l'air à l'intérieur du ballon (à pression atmosphérique constante), son volume augmente. Comme le volume augmente mais la quantité d'air reste la même, la masse volumique de l'air chaud diminue. Il devient plus léger que l'air extérieur et la montgolfière s'élève.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Quelle serait la température finale \(T_3\) (en K) si le volume avait triplé au lieu de doubler ?
Question 4 : Pour la transformation isobare (1 → 3), calculer \(W_{1 \to 3}\), \(Q_{1 \to 3}\) et \(\Delta U_{1 \to 3}\).
Principe
Lors d'une détente isobare, le gaz fournit un travail sur l'extérieur car son volume augmente. La chaleur fournie au système sert à la fois à augmenter son énergie interne (chauffage) et à compenser l'énergie perdue sous forme de travail. La variation d'énergie interne est la même que pour le cas isochore car \(\Delta T\) est identique.
Mini-Cours
Pour une transformation isobare, le travail se simplifie en \(W = -P\Delta V\). La chaleur échangée est donnée par \(Q_p = nC_{\text{p,m}}\Delta T\), où \(C_{\text{p,m}}\) est la capacité thermique molaire à pression constante. Pour un gaz parfait, on a la relation de Mayer : \(C_{\text{p,m}} - C_{\text{v,m}} = R\). Il faut donc plus d'énergie (chaleur) pour élever la température d'un gaz à pression constante qu'à volume constant, car une partie de l'énergie sert à effectuer le travail de dilatation.
Remarque Pédagogique
Comparez \(Q_p\) et \(Q_v\). Pour le même \(\Delta T\), vous constaterez que \(Q_p > Q_v\). La différence \(Q_p - Q_v\) correspond exactement à l'énergie que le gaz a "dépensée" sous forme de travail (\(|W|\)). C'est une belle illustration du Premier Principe !
Normes
Les principes de la thermodynamique sont universels.
Formule(s)
Travail d'une transformation isobare
Variation d'énergie interne
Chaleur d'une transformation isobare
Hypothèses
Le gaz est parfait et la transformation est isobare.
Donnée(s)
Les données proviennent de l'énoncé et des résultats des questions précédentes (Q1 et Q3).
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Pression constante | \(P_1\) | 202650 | \(\text{Pa}\) |
| Volume initial | \(V_1\) | 0.025 | \(\text{m}^3\) |
| Volume final | \(V_3\) | 0.050 | \(\text{m}^3\) |
| Température initiale | \(T_1\) | 304.7 | \(\text{K}\) |
| Température finale | \(T_3\) | 609.4 | \(\text{K}\) |
| Quantité de matière | \(n\) | 2 | \(\text{mol}\) |
| Capacités thermiques | \(C_{\text{v,m}}, C_{\text{p,m}}\) | \(\frac{3}{2}R, \frac{5}{2}R\) | \(\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\) |
Astuces
Vous pouvez calculer le travail de deux manières : \(W = -P_1\Delta V\) ou en utilisant la loi des gaz parfaits \(P\Delta V = nR\Delta T\), donc \(W = -nR\Delta T\). Cette deuxième méthode est souvent plus rapide si vous avez déjà calculé les températures.
Schéma (Avant les calculs)
Aire représentant le Travail Isobare
Calcul(s)
Calcul du travail \(W_{1 \to 3}\)
Calcul de la variation d'énergie interne \(\Delta U_{1 \to 3}\)
Calcul de la chaleur \(Q_{1 \to 3}\)
Schéma (Après les calculs)
Diagramme final montrant les deux transformations
Réflexions
On constate bien que \(Q_{1 \to 3}\) (12.7 kJ) est supérieur à \(\Delta U_{1 \to 3}\) (7.6 kJ). La différence (5.1 kJ) correspond exactement au travail \(|W_{1 \to 3}|\) fourni par le gaz au milieu extérieur. L'énergie thermique fournie a donc servi à la fois à chauffer le gaz et à le faire se détendre.
Points de vigilance
Le signe du travail est une convention. En chimie (convention IUPAC), un travail reçu par le système est positif (\(W>0\)) et un travail fourni par le système est négatif (\(W<0\)). Comme le gaz se détend et "pousse" le piston, il fournit du travail, donc \(W\) doit être négatif.
Points à retenir
- Transformation isobare : \(W = -P\Delta V = -nR\Delta T\).
- La chaleur est liée à \(C_p\): \(Q_p = nC_{\text{p,m}}\Delta T\).
- \(Q_p\) est supérieure à \(Q_v\) pour le même \(\Delta T\).
Le saviez-vous ?
James Prescott Joule a démontré dans les années 1840 que le travail mécanique et la chaleur sont deux formes différentes de la même chose : l'énergie. Son expérience la plus célèbre montrait qu'un travail mécanique (la chute d'un poids) pouvait chauffer de l'eau, établissant ainsi l'équivalence entre travail et chaleur.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Imaginez une compression isobare qui divise le volume par deux (\(V_3=V_1/2\)). Quel serait le travail \(W_{1 \to 3}\) reçu par le gaz ? Entrez votre réponse en Joules.
Question 5 : Représenter les deux transformations sur un diagramme (P, V) et comparer le travail.
Principe
Le diagramme de Clapeyron (Pression en ordonnée, Volume en abscisse) est un outil visuel puissant. Le travail mécanique échangé au cours d'une transformation réversible est représenté par l'aire sous la courbe de la transformation sur ce diagramme.
Mini-Cours
Le travail est \(W = -\int P \text{d}V\). Graphiquement, \(\int P \text{d}V\) est l'aire géométrique sous la courbe P(V). Le signe "-" indique que si le volume augmente (détente, \(\int \text{d}V > 0\)), le travail est négatif (fourni par le système). Si le volume diminue (compression, \(\int \text{d}V < 0\)), le travail est positif (reçu par le système).
Remarque Pédagogique
Observez les deux chemins. Même s'ils relient des états avec la même variation d'énergie interne (\(\Delta U_{1 \to 2} = \Delta U_{1 \to 3}\)), les travaux (aires sous les courbes) sont très différents. Cela illustre une propriété fondamentale : \(\Delta U\) est une fonction d'état (ne dépend que des points de départ et d'arrivée), mais \(W\) et \(Q\) sont des fonctions de chemin (dépendent du trajet suivi).
Formule(s)
Définition intégrale du travail
Hypothèses
Pour pouvoir tracer des lignes continues, on suppose que les transformations sont quasi-statiques (ou réversibles), c'est-à-dire suffisamment lentes pour que le système soit à tout instant dans un état d'équilibre interne.
Donnée(s)
Les coordonnées des trois points d'état sont déterminées à partir de l'énoncé et des calculs précédents :
Astuces
Pour dessiner le diagramme, commencez par placer les points. Ensuite, identifiez la nature de la transformation pour savoir comment les relier : une ligne verticale pour une isochore, une ligne horizontale pour une isobare, et une courbe (hyperbole) pour une isotherme.
Schéma (Après les calculs)
Diagramme de Clapeyron (P-V) avec les deux transformations
Réflexions
Le travail est l'opposé de l'aire sous la courbe sur le diagramme P-V.
La comparaison est claire : le travail effectué lors de la détente isobare est bien plus important (en valeur absolue) que celui de la transformation isochore, qui est nul.Points de vigilance
Assurez-vous de placer la bonne variable sur le bon axe. Le diagramme de Clapeyron est conventionnellement P en fonction de V (P en ordonnée, V en abscisse). Inverser les axes conduirait à une interprétation erronée de l'aire sous la courbe.
Points à retenir
- Sur un diagramme P-V, le travail est l'opposé de l'aire sous la courbe de la transformation.
- Une transformation isochore est une ligne verticale (\(W=0\)).
- Une transformation isobare est une ligne horizontale (\(W \neq 0\) si \(\Delta V \neq 0\)).
- Le travail et la chaleur dépendent du chemin suivi, contrairement à la variation d'énergie interne.
Le saviez-vous ?
L'ingénieur et physicien français Benoît Paul Émile Clapeyron fut l'un des premiers à représenter graphiquement le cycle de Carnot en 1834, en utilisant ce type de diagramme Pression-Volume. Cette représentation a grandement aidé à la compréhension de la deuxième loi de la thermodynamique.
Résultat Final
Outil Interactif : Simulateur de Détente Isobare
Utilisez les curseurs pour faire varier la température finale d'une détente isobare de 2 moles de gaz parfait (initialement à 300K) et observez l'impact sur le volume, le travail, la chaleur et l'énergie interne.
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Lors d'une transformation isochore, quelle grandeur est obligatoirement nulle ?
2. Pour un gaz parfait monoatomique, que vaut la capacité thermique molaire à pression constante (\(C_{\text{p,m}}\)) ?
3. Dans une détente isobare, le gaz...
4. Selon le premier principe de la thermodynamique, si un système reçoit 100 J de chaleur et fournit 40 J de travail, sa variation d'énergie interne est de...
5. L'énergie interne d'une quantité donnée de gaz parfait ne dépend que...
Glossaire
- Transformation Isochore
- Une transformation thermodynamique qui se déroule à volume constant (\(\Delta V = 0\)).
- Transformation Isobare
- Une transformation thermodynamique qui se déroule à pression constante (\(\Delta P = 0\)).
- Énergie Interne (U)
- La somme des énergies cinétiques et potentielles de toutes les particules constituant le système. Pour un gaz parfait, elle ne dépend que de la température.
- Travail (W)
- Énergie transférée par un système à un autre par l'action d'une force macroscopique. En thermodynamique, il est souvent lié à la variation de volume du système (\(W = -P\Delta V\) pour une transfo. isobare).
- Chaleur (Q)
- Énergie transférée entre deux systèmes en raison d'une différence de température. C'est un transfert d'énergie "désordonné" au niveau microscopique.
D’autres exercices de chimie université:
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