🔥 Travail et Énergie Interne ⚗️
Thermodynamique – 1ère BAC Sciences Maths
🌡️ Introduction
L’énergie interne est l’énergie totale d’un système due à l’agitation microscopique de ses particules. Le travail est un mode de transfert d’énergie entre le système et le milieu extérieur.
💪 Travail (W)
⚛️ Énergie Interne (U)
1. 🔧 Travail des Forces de Pression
\[ W = -P_{ext} \times ΔV \]
Travail reçu par le système lors d’une transformation
📌 Compression (W > 0)
Le volume diminue (ΔV < 0)
📌 Détente (W < 0)
Le volume augmente (ΔV > 0)
2. ⚛️ Énergie Interne
\[ ΔU = W + Q \]
Premier principe de la thermodynamique
📌 Caractéristiques
- Fonction d’état (ne dépend pas du chemin suivi)
- Proportionnelle à la température absolue pour un gaz parfait
- Pour un gaz parfait monoatomique : \( U = \frac{3}{2}nRT \)
- Variation : \( ΔU = nC_vΔT \)
Composantes :
- Énergie cinétique microscopique
- Énergie potentielle d’interaction
- Énergie chimique
3. 🔄 Transformations
🧊 Isotherme (ΔT = 0)
Température constante
ΔU = 0 ⇒ Q = -W
🌡️ Isochore (ΔV = 0)
Volume constant
W = 0 ⇒ ΔU = Q
📝 Exercice Typique
Un gaz parfait subit une compression isotherme à 300K passant de 2L à 1L sous Pext = 2atm. Calculer W, Q et ΔU.
Solution :
1. W = -PextΔV = -2 × (1-2) = 2 L.atm ≈ 202.6 J
2. ΔU = 0 (isotherme)
3. Q = -W = -202.6 J
