Utilisateur:
Première loi de la thermodynamique
Storyboard 
La première loi de la thermodynamique stipule que l'énergie est conservée et se compose de deux composantes : une associée au travail et l'autre à la chaleur. Contrairement au travail, cette dernière composante ne peut pas être entièrement convertie en travail, ce qui limite les conversions d'énergie possibles.
ID:(1398, 0)
Mécanismes
Iframe
La première loi de la thermodynamique, également connue sous le nom de loi de la conservation de l'énergie, stipule que l'énergie ne peut ni être créée ni détruite dans un système isolé; elle peut seulement être transférée ou transformée. Ce principe affirme que l'énergie totale d'un système isolé reste constante. En termes pratiques, cela signifie que la variation de l'énergie interne d'un système est égale à la chaleur ajoutée au système moins le travail effectué par le système. L'énergie interne englobe l'énergie totale contenue dans un système, y compris l'énergie cinétique et potentielle au niveau moléculaire. La chaleur est l'énergie transférée entre des systèmes en raison d'une différence de température, tandis que le travail est l'énergie transférée lorsqu'une force est appliquée sur une distance, souvent liée à des changements de volume dans les gaz. La première loi est fondamentale pour analyser l'efficacité des moteurs thermiques, la performance des systèmes de réfrigération et de chauffage et pour comprendre les processus métaboliques dans les systèmes biologiques. Elle fournit une base pour comprendre les transferts et les transformations d'énergie dans divers processus physiques, garantissant que l'énergie à l'intérieur d'un système isolé est toujours conservée.
Mécanismes
ID:(15250, 0)
Conservation de l'énergie
Concept
La première loi de la thermodynamique établit que l'énergie est toujours conservée.
Alors qu'en mécanique, on observe une conservation similaire, limitée aux systèmes non dissipatifs (par exemple, en excluant le frottement), la thermodynamique généralise cette notion en prenant en compte non seulement le travail mécanique, mais aussi la chaleur générée ou absorbée par le système.
Dans ce sens, la conservation de l'énergie telle que postulée en thermodynamique n\'a aucune restriction et s\'applique à tous les systèmes, tant que toutes les échanges et conversions d\'énergie possibles sont prises en compte.
ID:(37, 0)
Première loi de la thermodynamique
Concept
La première loi de la thermodynamique a été développée à travers divers travaux [1,2], établissant que l'énergie se conserve. Cela signifie que le différentiel d'énergie interne ($dU$) est toujours égal à Le différence de chaleur inexacte ($\delta Q$) fourni au système (positif) moins le différentiel de travail inexact ($\delta W$) réalisé par le système (négatif).
Par conséquent, nous avons :
| $ dU = \delta Q - \delta W $ |
Alors que le différentiel exact ne dépend pas de la manière dont la variation est exécutée, le différentiel inexact, lui, en dépend. Lorsque nous nous référons à un différentiel sans préciser qu'il est inexact, il est supposé être exact.
[1] "Über die quantitative und qualitative Bestimmung der Kräfte" (Sur la Détermination Quantitative et Qualitative des Forces), Julius Robert von Mayer, Annalen der Chemie und Pharmacie, 1842
[2] "Über die Erhaltung der Kraft" (Sur la Conservation de la Force), Hermann von Helmholtz, 1847
ID:(15700, 0)
Pression et travail
Description
Considérons un gaz dans un cylindre où un piston peut se déplacer. Si le piston est déplacé, il est possible de réduire le volume en comprimant le gaz. Pour réaliser cette compression, de l'énergie est nécessaire, équivalente à la force exercée par le gaz multipliée par la distance parcourue par le piston. Cette énergie peut également être représentée en fonction de la pression, puisque la pression est définie par la force et la surface du piston.
Le travail peut être effectué sur le système (compression) ou par le système sur l'environnement externe (expansion).
Étant donné que a force mécanique ($F$) divisé par a section ($S$) est égal à A pression ($p$) :
| $ p \equiv\displaystyle\frac{ F }{ S }$ |
et que a variation de volume ($dV$) avec le distance parcourue ($dx$) est égal à :
| $ \Delta V = S \Delta s $ |
L'équation pour le différentiel de travail inexact ($\delta W$) peut être exprimée comme suit :
| $ \delta W = F dx $ |
Elle peut donc être écrite comme :
| $ \delta W = p dV $ |
ID:(11126, 0)
Première loi de la thermodynamique et de la pression
Concept
Étant donné que le différentiel d'énergie interne ($dU$) est en relation avec le différence de chaleur inexacte ($\delta Q$) et le différentiel de travail inexact ($\delta W$) comme illustré ci-dessous :
| $ dU = \delta Q - \delta W $ |
Et il est connu que le différentiel de travail inexact ($\delta W$) est lié à A pression ($p$) et a variation de volume ($dV$) comme suit :
| $ \delta W = p dV $ |
Par conséquent, nous pouvons en conclure que :
| $ dU = \delta Q - p dV $ |
ID:(15701, 0)
Modèle
Top
Paramètres
Variables
Calculs
à 
, puis, sélectionnez la variable: 
à 
Calculs
Calculs
Variable 
Donnée Calculer 
Cible : Équation À utiliser 
Équations
$ dU = \delta Q - \delta W $
dU = dQ - dW
$ dU = \delta Q - p dV $
dU = dQ - p * dV
$ dV = S dx $
DV = S * Ds
$ \delta W = F dx $
dW = F * dx
$ \delta W = p dV $
dW = p * dV
$ p \equiv\displaystyle\frac{ F }{ S }$
p = F / S
ID:(15309, 0)
Première loi de la thermodynamique
Équation
Le différentiel d'énergie interne ($dU$) est toujours égal à la quantité de le différence de chaleur inexacte ($\delta Q$) fournie au système (positif) moins la quantité de le différentiel de travail inexact ($\delta W$) réalisée par le système (négatif) :
| $ dU = \delta Q - \delta W $ |
ID:(9632, 0)
Travail
Équation
La relation entre le travail et nos actions est liée à la dépendance de le différentiel de travail inexact ($\delta W$) par rapport à la distance parcourue. Si l'on considère une force mécanique ($F$) pour déplacer un objet le long de un distance parcourue ($dx$), l'énergie nécessaire peut être exprimée comme suit:
| $ \delta W = F dx $ |
La notation $\delta W$ est utilisée pour indiquer la variation du travail, contrairement à $dW$, ce qui nous rappelle que sa valeur dépend du processus de variation de la longueur $dx$. Un exemple de cela se produirait si le déplacement se faisait dans un gaz et qu'un changement en lui se produisait, auquel cas:
$\delta W < Fdx$
ID:(3202, 0)
Définition de la pression
Équation
A pression de la colonne d'eau ($p$) se calcule à partir de a force de la colonne ($F$) et a hauteur de la colonne de liquide ($S$) comme suit :
| $ p \equiv\displaystyle\frac{ F }{ S }$ |
ID:(4342, 0)
Élément de volume
Équation
Si nous avons un tube avec une a section de tube ($S$) se déplaçant sur une distance le élément tubulaire ($\Delta s$) le long de son axe, ayant déplacé Le élément de volume ($\Delta V$), alors cela é égal à :
| $ dV = S dx $ |
| $ \Delta V = S \Delta s $ |
ID:(3469, 0)
Pression et travail
Équation
Le différentiel de travail inexact ($\delta W$) est égal à A pression ($p$) multiplié par a variation de volume ($dV$) :
| $ \delta W = p dV $ |
Étant donné que a force mécanique ($F$) divisé par a section ($S$) est égal à A pression ($p$) :
| $ p \equiv\displaystyle\frac{ F }{ S }$ |
et que a variation de volume ($dV$) avec le distance parcourue ($dx$) est égal à :
| $ \Delta V = S \Delta s $ |
L'équation pour le différentiel de travail inexact ($\delta W$) peut être exprimée comme suit :
| $ \delta W = F dx $ |
Elle peut donc être écrite comme :
| $ \delta W = p dV $ |
ID:(3468, 0)
Première loi de la thermodynamique et de la pression
Équation
Avec la première loi de la thermodynamique, cela peut être exprimé en termes de le différentiel d'énergie interne ($dU$), le différence de chaleur inexacte ($\delta Q$), a pression ($p$) et a variation de volume ($dV$) comme suit :
| $ dU = \delta Q - p dV $ |
Étant donné que le différentiel d'énergie interne ($dU$) est en relation avec le différence de chaleur inexacte ($\delta Q$) et le différentiel de travail inexact ($\delta W$) comme illustré ci-dessous :
| $ dU = \delta Q - \delta W $ |
Et il est connu que le différentiel de travail inexact ($\delta W$) est lié à A pression ($p$) et a variation de volume ($dV$) comme suit :
| $ \delta W = p dV $ |
Par conséquent, nous pouvons en conclure que :
| $ dU = \delta Q - p dV $ |
ID:(3470, 0)