Quel est le cas particulier de le première principe de la thermodynamique – Définition

La première loi de la thermodynamique trouve son application dans plusieurs cas particuliers. Ces cas sont adiabatiques, isochoriques, processus cycliques et expansion libre. Génie thermique

Quatre cas spéciaux de le première principe de la thermodynamique

La première loi de la thermodynamique trouve une application dans plusieurs cas particuliers:

Processus adiabatique:

Un processus adiabatique est un processus dans lequel il n’y a pas de transfert de chaleur dans ou hors du système. Cela se produit très rapidement ou un système bien isolé empêche tout transfert d’énergie sous forme de chaleur entre le système et son environnement. Donc dQ = 0 dans le première principe de la thermodynamique, qui est alors:

dQ = 0, dE int = – dW

Processus Isochorique:

Un processus isochore est un processus dans lequel il n’y a pas de changement de volume . Un processus isochore est un processus à volume constant. Lorsque le volume d’un système thermodynamique est constant, il ne travaille pas sur son environnement. Donc dW = 0 dans le première principe de la thermodynamique, qui est alors:

dW = 0, dE int = dQ

Dans un processus isochore , toute l’énergie ajoutée sous forme de chaleur (c’est-à-dire que Q est positif) reste dans le système sous forme d’une augmentation de l’énergie interne ( augmentation de la température ).

Processus cyclique:

Un processus qui ramène un système à son état initial est appelé un processus cyclique . À la fin d’un cycle, toutes les propriétés ont la même valeur qu’au début.

Pour un tel processus, l’état final est le même que l’état initial et le changement total d’énergie interne doit donc être nul . La vapeur (eau) qui circule dans une boucle de refroidissement fermée subit un cycle. La première loi de la thermodynamique est alors:

dE int = 0, dQ = dW

Ainsi, le travail net effectué au cours du processus doit correspondre exactement à la quantité nette d’énergie transférée sous forme de chaleur.

Expansion gratuite:

Il s’agit d’un  processus adiabatique dans lequel aucun transfert de chaleur ne se produit entre le système et son environnement et aucun travail n’est effectué sur ou par le système. Ces types de processus adiabatiques sont appelés expansion libre . Il s’agit d’un processus irréversible dans lequel un gaz se détend dans une chambre sous vide isolée. Il est également appelé expansion Joule . Pour un gaz parfait, la température ne change pas (voir: Deuxième loi de Joule ), cependant, les vrais gaz subissent un changement de température pendant la détente libre. En expansion libre Q = W = 0, et le première principe exige que:

dE int = 0

Une expansion libre ne peut pas être tracée sur un diagramme PV, car le processus est rapide et non quasi statique. Les états intermédiaires ne sont pas des états d’équilibre, et donc la pression n’est pas clairement définie.

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