Premier principe et variation d'énergie interne en Terminale
Premier principe et variation d'énergie interne, c'est une notion de physique-chimie du chapitre « Gaz parfait, premier principe, transferts thermiques », au programme de Terminale. Voici le cours, un exemple et de quoi t'entraîner.
Premier principe et variation d'énergie interne : le cours
Le premier principe de la thermodynamique s'écrit $ΔU = W + Q$. Il dit que la variation d'énergie interne d'un système égale le travail reçu plus la chaleur reçue. C'est la loi de conservation de l'énergie.
Exemple
Quand tu comprimes l'air dans une pompe à vélo, tu fournis du travail (W > 0), l'air s'échauffe donc son énergie interne augmente (ΔU > 0). Si tu arrêtes, l'air cède de la chaleur à l'extérieur (Q < 0).
À retenir
$ΔU = W + Q$ : l'énergie interne change selon le travail et le transfert thermique reçus. Pour un système incompressible qui ne reçoit pas de travail : $C\,ΔT = Q$.
S'entraîner sur premier principe et variation d'énergie interne
Fais l'exercice, puis demande au tuteur de te corriger pas à pas.
Exercice 1
Un récipient contient 0,5 mol d'air à température ambiante (T = 298 K) et pression atmosphérique (P = 101 325 Pa). Calcule le volume occupé par cet air. Données : R = 8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹.
Corrige cet exercice avec le tuteur →Exercice 2
Une bouilloire contient 1,5 kg d'eau à 20 °C, que l'on veut porter à 100 °C. L'eau est un système incompressible qui ne reçoit pas de travail ; sa capacité thermique massique vaut c = 4 180 J·kg⁻¹·K⁻¹. a) Calcule la capacité thermique C de cette eau. b) Calcule la variation de son énergie interne et le transfert thermique Q qu'elle doit recevoir. c) L'eau reçoit un flux thermique constant Φ = 2 000 W : quelle est la durée du chauffage ?
Corrige cet exercice avec le tuteur →Cette notion fait partie du chapitre Gaz parfait, premier principe, transferts thermiques (Physique-Chimie Terminale).
Autres notions de ce chapitre
- Variables d'état : pression, volume, température
- Quantité de matière et mole
- Équation d'état du gaz parfait
- Énergie interne d'un système
- Transfert thermique et chaleur
- Conduction thermique
- Convection thermique
- Rayonnement thermique
- Flux thermique et résistance thermique
- Loi de Newton : système au contact d'un thermostat