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Qu’est-ce que l’énergie interne – Première loi de la thermodynamique – Définition

Energie interne – Première loi de la thermodynamique. L’énergie interne d’un système a tendance à augmenter si la chaleur est absorbée par le système ou si un travail positif est effectué sur le système. Génie thermique

Energie interne – Energie thermique

L’énergie potentielle et l’énergie cinétique , qui ont été discutées dans les chapitres précédents, sont des formes d’énergie macroscopiques . Ils dépendent de variables macroscopiques telles que la position et la vitesse des objets.

En thermodynamique, l’énergie interne (également appelée énergie thermique ) est définie comme l’énergie associée aux formes d’énergie microscopiques . C’est une quantité considérable , cela dépend de la taille du système ou de la quantité de substance qu’il contient. L’unité SI de l’énergie interne est le joule (J) . C’est l’énergie contenue dans le système, à l’exclusion de l’énergie cinétique de mouvement du système dans son ensemble et de l’énergie potentielle du système. Les formes d’énergie microscopiques incluent celles dues à la rotation , à la vibration, à la translation et aux interactionsparmi les molécules d’une substance. Aucune de ces formes d’énergie ne peut être mesurée ou évaluée directement, mais des techniques ont été développées pour évaluer l’évolution de la somme totale de toutes ces formes d’énergie microscopiques.

De plus, l’énergie peut être stockée dans les liaisons chimiques entre les atomes qui composent les molécules. Ce stockage d’énergie au niveau atomique inclut l’énergie associée aux états orbitaux des électrons, au spin nucléaire et aux forces de liaison dans le noyau.

L’énergie interne est représentée par le symbole U et le changement d’énergie interne dans un processus est U 2 – U 1 .

L’énergie interne et le premier principe de la thermodynamique

En thermodynamique, le concept d’énergie est élargi pour prendre en compte d’autres changements observés, et le principe de conservation de l’énergie est étendu à une grande variété de façons dont les systèmes interagissent avec leur environnement. L’énergie d’un système fermé peut être modifiée uniquement par le biais d’un transfert d’énergie par le travail ou par la chaleur . De plus, sur la base des expériences de Joule et d’autres, un aspect fondamental du concept d’ énergie est la conservation de l’énergie. Ce principe est connu comme  le première principe de la thermodynamique . La première loi de la thermodynamique peut être écrite sous différentes formes:

Dans les mots:

première-loi-de-thermodynamique-en-mots

conservation-d'énergie-en-thermodynamique
Disposition physique des quatre principaux dispositifs utilisés dans le cycle de Rankine et transferts d’énergie de base.

Formulaire d’équation:

∆E int = Q – W

où int représente l’ énergie interne du matériau, qui ne dépend que de l’ état du matériau (température, pression et volume). Q est la chaleur nette ajoutée au système et W est le travail net effectué par le système. Nous devons être prudents et cohérents en suivant les conventions de signe pour Q et W. Parce que W dans l’équation est le travail effectué par le système, alors si le travail est effectué sur le système, W sera négatif et E int augmentera.

De même, Q est positif pour la chaleur ajoutée au système, donc si la chaleur quitte le système, Q est négative. Cela nous dit ce qui suit: L’ énergie interne d’un système a tendance à augmenter si la chaleur est absorbée par le système ou si un travail positif est effectué sur le système. Inversement, l’énergie interne a tendance à diminuer si la chaleur est perdue par le système ou si un travail négatif est effectué sur le système. Il faut ajouter que Q et W dépendent du chemin, tandis que E int est indépendant du chemin.

Forme différentielle:

dE int = dQ – dW

L’énergie interne E int d’un système a tendance à augmenter si de l’énergie est ajoutée sous forme de chaleur Q et a tendance à diminuer si de l’énergie est perdue en tant que travail W effectué par le système.

Voir aussi: Système ouvert – Système fermé – Système isolé

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Cet article est basé sur la traduction automatique de l’article original en anglais. Pour plus d’informations, voir l’article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la à l’adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous apprécions votre aide, nous mettrons à jour la traduction le plus rapidement possible. Merci