Selon le premier principe de la thermodynamique, lors de toute transformation, il y a conservation de l'énergie.
Dans le cas des systèmes thermodynamiques fermés, il s'énonce de la manière suivante :
Au cours d'une transformation quelconque d'un système fermé, la variation de son énergie est égale à la quantité d'énergie échangée avec le milieu extérieur, par transfert thermique (chaleur) et transfert mécanique (travail).
Pour tout système thermodynamique, on peut définir, à une constante près, une fonction U, appelée énergie interne, et ayant les propriétés suivantes :
U est une fonction d'état (elle ne dépend que des états initiaux et finaux de la transformation) ;
U est extensive ;
U se conserve dans un système isolé.
La variation de U au cours d'une transformation infinitésimale d'un système fermé (de composition fixe) vérifie :
avec :
variation de l'énergie cinétique macroscopique ;
variation de l'énergie potentielle extérieure ou encore opposé du travail des forces conservatives extérieures ;
travail des forces non conservatives du milieu extérieur sur le système (négatif si le travail est résistant, positif s'il est adjuvant) ;
quantité de chaleur échangée avec le milieu extérieur au système (par conduction, convection ou rayonnement). La convention choisie ici est de noter positivement un transfert thermique de l'extérieur vers le système.
Contrairement aux énergies potentielles et internes, le travail et la chaleur ne sont pas des variations de fonctions d’état. Leurs valeurs au cours d’une transformation, dépendent de la façon dont on procède pour réaliser la transformation et non pas uniquement des états initial et final.
L'avancée fondamentale du premier principe de la thermodynamique pour la physique consiste en l'introduction de l'énergie interne. Cette énergie rend compte de l'agitation interne du système au niveau atomique. Comme toute énergie, elle est définie à une constante près.
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Selon le premier principe de la thermodynamique, lors de toute transformation, il y a conservation de l'énergie. Dans le cas des systèmes thermodynamiques fermés, il s'énonce de la manière suivante : Au cours d'une transformation quelconque d'un système fermé, la variation de son énergie est égale à la quantité d'énergie échangée avec le milieu extérieur, par transfert thermique (chaleur) et transfert mécanique (travail).
vignette|Le Soleil et la Terre constituent un exemple continu de processus de chauffage. Une partie du rayonnement thermique du Soleil frappe et chauffe la Terre. Par rapport au Soleil, la Terre a une température beaucoup plus basse et renvoie donc beaucoup moins de rayonnement thermique au Soleil. La chaleur dans ce processus peut être quantifiée par la quantité nette et la direction (Soleil vers Terre) d'énergie échangée lors du transfert thermique au cours d'une période de temps donnée.
thumb|Mouvement perpétuel représenté par Norman Rockwell (1894-1978) dans le numéro d'octobre 1920 du magazine Popular Science. Bien qu'il ait été établi comme impossible selon les lois de la physique, le mouvement perpétuel continue de stimuler la créativité des inventeurs. Le mouvement perpétuel désigne l'idée d'un mouvement (généralement périodique), au sein d'un système, capable de durer indéfiniment sans apport extérieur d'énergie ou de matière, ni transformation irréversible du système.
Introduction aux principes de la thermodynamique, propriétés thermodynamiques de la matière et à leur calcul. Les étudiants maîtriseront les concepts de conservation (chaleur, masse, quantité de mouve
This course will discuss advanced topics in thermodynamics with a focus on studying gas
phases, mixtures, phase transformations and combustion. The application of these principles
to various practical
Ce cours complète le MOOC « Thermodynamique : fondements » qui vous permettra de mettre en application les concepts fondamentaux de la thermodynamique. Pour atteindre cet objectif, le Professeur J.-P
Ce cours vous apportera une compréhension des concepts fondamentaux de la thermodynamique du point de vue de la physique, de la chimie et de l’ingénierie. Il est scindé un deux MOOCs. Première partie:
We explore statistical physics in both classical and open quantum systems. Additionally, we will cover probabilistic data analysis that is extremely useful in many applications.