Premier principe

Avec l'arrivée de l'ère industrielle, au XVIIIème siècle, les physiciens se sont intéressés aux échanges énergétiques, et en leurs utilisations industrielles à travers les machines thermiques. C'est ainsi sous l'impulsion de la première révolution industrielle qu'émerge le Premier Principe de la Thermodynamique.

Qu'est ce qu'un principe de thermodynamique ?
En thermodynamique, les principes (au nombre de 4) sont des énoncés postulés, c'est à dire indémontrables, qui sont à la base de la thermodynamique. Ceux-ci visent à expliquer les diverses observations expérimentales.

Que dit le Premier Principe de la thermodynamique ?
Le Premier principe est le principe de conservation de l'énergie. En d'autres termes, il définit les échanges ordonnés et désordonnés de l'énergie dans un système fermé (ie. de masse constante).

Enoncé : A tout système thermodynamique fermé (S) est associée une fonction d'état E appelée énergie. Cette énergie est la somme de son énergie cinétique et de son énergie interne U : E=Ec+U
A cours d'une transformation quelconque, la variation de E est égale à l'énergie "reçue" par (S) de la part du milieu extérieur.

L'énergie reçue algébriquement positive par le système s'exprime sous deux formes : du travail ordonné (noté W) et du travail désordonné, aussi appelé transfert thermique (noté Q).

Comment caractériser les transformations thermodynamiques?
Les transformations diffèrent par les conditions dans lesquelles elles sont effectuées. Chaque particularité doit être prise en compte, car celles-ci permettent de caractériser plus précisément les transferts d'énergie :

• Une transformation est isochore quand le volume du système est contant au cours de la transformation
• Une transformation mécaniquement réversible est une transformation au cours de laquelle la pression P du système est définie à chaque instant et toujours égale à la pression extérieur, soit P=Pext
• Une transformation monobare est une transformation au cours de laquelle la pression exercée par le milieu extérieur sur les parois mobiles du système garde une valeur constante.
• Une transformation est isobare quand la pression P du système est définie tout au long de la transformation et garde une valeur constante.
• Une transformation monotherme est une transformation au cours de laquelle le milieu extérieur(avec lequel le système échange de l'énergie par transfert thermique) est maintenu à température constante.
• Une transformation est isotherme quand la température T du système est définie tout au long de la transformation et garde une valeur constante.
• Une transformation quasi-statique est conduite de façon suffisamment lente pour que le système passe de EI à EF par une suite continue d'états d'équilibre infiniment voisins.