{"id":45827,"date":"2019-10-20T07:14:52","date_gmt":"2019-10-20T06:14:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/quest-ce-que-lenergie-interne-dun-gaz-ideal-definition\/"},"modified":"2020-02-26T12:53:21","modified_gmt":"2020-02-26T11:53:21","slug":"quest-ce-que-lenergie-interne-dun-gaz-ideal-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-lenergie-interne-dun-gaz-ideal-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que l’\u00e9nergie interne d’un gaz parfait? D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
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Energie interne d’un gaz parfait.\u00a0L’\u00e9nergie interne d’un gaz parfait ne d\u00e9pend que de la temp\u00e9rature et du nombre de moles de gaz.\u00a0E = 3\/2 nRT<\/div>\n<\/div>\n
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\u00c9nergie interne d’un gaz parfait<\/span><\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n
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L’\u00a0<\/span>\u00e9nergie interne<\/span><\/strong>\u00a0est le total de toute l’\u00e9nergie associ\u00e9e au mouvement des atomes ou des mol\u00e9cules dans le syst\u00e8me.\u00a0Les formes microscopiques d’\u00e9nergie comprennent celles dues \u00e0 la\u00a0<\/span>rotation<\/span><\/strong>\u00a0, aux\u00a0<\/span>vibrations<\/span><\/strong>\u00a0, \u00e0 la\u00a0<\/span>traduction<\/span><\/strong>\u00a0et aux interactions entre les mol\u00e9cules d’une substance.<\/span><\/div>\n<\/div>\n
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Gaz monoatomique<\/span><\/h2>\n

Pour un\u00a0<\/span>gaz parfait monatomique<\/span><\/strong>\u00a0(tel que l’h\u00e9lium, le n\u00e9on ou l’argon), la seule contribution \u00e0 l’\u00e9nergie provient de\u00a0<\/span>l’\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong>\u00a0de\u00a0translation<\/strong>\u00a0.\u00a0L’\u00e9nergie cin\u00e9tique de translation moyenne d’un seul atome ne d\u00e9pend que de la temp\u00e9rature du gaz et est donn\u00e9e par l’\u00e9quation<\/span><\/p>\n

K\u00a0<\/span>moy<\/span><\/sub>\u00a0= 3\/2 kT.<\/span><\/strong><\/p>\n

L’\u00a0<\/span>\u00e9nergie interne<\/span><\/strong>\u00a0de n moles d’un gaz monatomique id\u00e9al (un atome par mol\u00e9cule) est \u00e9gale \u00e0 l’\u00e9nergie cin\u00e9tique moyenne par mol\u00e9cule multipli\u00e9e par le nombre total de mol\u00e9cules, N:<\/span><\/p>\n

E\u00a0<\/span>int<\/span><\/sub>\u00a0= 3\/2 NkT = 3\/2 nRT<\/span><\/strong><\/p>\n

o\u00f9 n est le nombre de moles.\u00a0Chaque direction (x, y et z) contribue\u00a0<\/span>(1\/2) nRT<\/span><\/strong>\u00a0\u00e0 l’\u00e9nergie interne.\u00a0C’est l\u00e0 qu’intervient l’id\u00e9e d’\u00e9quipartition d’\u00e9nergie – toute autre contribution \u00e0 l’\u00e9nergie doit \u00e9galement contribuer (1\/2) nRT.\u00a0Comme on peut le voir, l’\u00e9nergie interne d’un gaz parfait ne\u00a0<\/span>d\u00e9pend que de la temp\u00e9rature<\/span><\/strong>\u00a0et du nombre de moles de gaz.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Mol\u00e9cule diatomique<\/span><\/h2>\n

Si les mol\u00e9cules de gaz contiennent plus d’un atome, il existe\u00a0<\/span>trois directions de translation<\/span><\/strong>\u00a0et\u00a0<\/span>l’\u00e9nergie cin\u00e9tique de rotation<\/span><\/strong>\u00a0contribue \u00e9galement, mais uniquement pour les rotations autour de deux des trois axes perpendiculaires.\u00a0Les cinq contributions \u00e0 l’\u00e9nergie (cinq degr\u00e9s de libert\u00e9) donnent:<\/span><\/p>\n

Gaz id\u00e9al diatomique:<\/span><\/p>\n

E\u00a0<\/span>int<\/span><\/sub>\u00a0= (5\/2) NkT = (5\/2) nRT<\/span><\/strong><\/p>\n

Ceci n’est qu’une approximation et s’applique aux temp\u00e9ratures interm\u00e9diaires.\u00a0Aux basses temp\u00e9ratures, seule l’\u00e9nergie cin\u00e9tique de translation contribue, et \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es, deux contributions suppl\u00e9mentaires (\u00e9nergie cin\u00e9tique et potentielle) proviennent des vibrations.<\/span><\/p>\n

L’\u00e9nergie interne sera plus grande \u00e0 une temp\u00e9rature donn\u00e9e que pour un gaz monoatomique, mais elle ne restera fonction que de la temp\u00e9rature pour un gaz parfait.<\/span><\/p>\n

L’\u00e9nergie interne des gaz r\u00e9els d\u00e9pend \u00e9galement principalement de la temp\u00e9rature, mais de la m\u00eame mani\u00e8re que la\u00a0<\/span>loi des gaz parfaits<\/span><\/strong>\u00a0, l’\u00e9nergie interne des gaz r\u00e9els d\u00e9pend \u00e9galement quelque peu de la pression et du volume.\u00a0Tous les gaz r\u00e9els approchent de l’\u00e9tat id\u00e9al \u00e0 de faibles pressions (densit\u00e9s).\u00a0A basse pression, les mol\u00e9cules sont suffisamment \u00e9loign\u00e9es pour ne pas interagir les unes avec les autres.\u00a0L’\u00e9nergie interne des liquides et des solides est assez compliqu\u00e9e, car elle comprend l’\u00e9nergie potentielle \u00e9lectrique associ\u00e9e aux forces (ou liaisons \u00abchimiques\u00bb) entre les atomes et les mol\u00e9cules.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La deuxi\u00e8me loi de Joule<\/span><\/h2>\n

Pour tout gaz dont l’\u00e9quation d’\u00e9tat est donn\u00e9e exactement par\u00a0<\/span>pV = nRT<\/span><\/strong>\u00a0(ou pv = RT), l’\u00a0<\/span>\u00e9nergie interne sp\u00e9cifique<\/span><\/strong>\u00a0d\u00e9pend uniquement de la temp\u00e9rature.\u00a0Cette r\u00e8gle a \u00e9t\u00e9 initialement trouv\u00e9e en 1843 par Joule exp\u00e9rimentalement pour les gaz r\u00e9els et est connue comme\u00a0<\/span>le deuxi\u00e8me principe de Joule<\/span><\/strong>\u00a0:<\/span><\/p>\n

L’\u00e9nergie interne d’une masse fixe d’un gaz parfait ne d\u00e9pend que de sa temp\u00e9rature (et non de la pression ou du volume).<\/span><\/em><\/p>\n

L’enthalpie sp\u00e9cifique d’un gaz d\u00e9crite par pV = nRT d\u00e9pend \u00e9galement uniquement de la temp\u00e9rature.\u00a0Notez que l’enthalpie est la quantit\u00e9 thermodynamique \u00e9quivalente au contenu calorifique total d’un syst\u00e8me.\u00a0Elle est \u00e9gale \u00e0 l’\u00e9nergie interne du syst\u00e8me plus le produit de la pression et du volume.\u00a0Dans les variables intensives, la\u00a0<\/span>deuxi\u00e8me loi de Joule<\/span><\/strong>\u00a0est donc donn\u00e9e par\u00a0<\/span>h = h (T) = u (T) + pv = u (T) + RT<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Ces trois \u00e9quations constituent le mod\u00e8le de gaz parfait, r\u00e9sum\u00e9 comme suit:<\/span><\/p>\n

pv = RT<\/span><\/strong><\/p>\n

u = u (T)<\/span><\/strong><\/p>\n

h = h (T) = u (T) + RT<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\u00c9nergie microscopique<\/span><\/h2>\n

L’\u00e9nergie interne<\/span><\/strong>\u00a0implique de l’\u00e9nergie \u00e0 l’\u00a0<\/span>\u00e9chelle microscopique<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Elle peut \u00eatre divis\u00e9e en \u00e9nergie potentielle microscopique,\u00a0<\/span>U\u00a0<\/span><\/em>pot<\/span><\/sub>\u00a0, et \u00e9nergie cin\u00e9tique microscopique,\u00a0<\/span>U\u00a0<\/span><\/em>kin<\/span><\/sub>\u00a0, composants:<\/span><\/p>\n

U = U\u00a0<\/span>pot<\/span><\/sub>\u00a0+ U\u00a0<\/span>kin<\/span><\/sub><\/strong><\/p>\n

\"\u00c9nergie<\/a>o\u00f9 l’\u00e9nergie cin\u00e9tique microscopique, U\u00a0<\/span>kin<\/span><\/sub>\u00a0, implique les\u00a0<\/span>mouvements<\/span><\/strong>\u00a0de toutes les particules du syst\u00e8me par rapport au cadre du centre de masse.\u00a0Pour un\u00a0<\/span>gaz monatomique<\/span><\/strong>\u00a0id\u00e9al\u00a0, ce n’est que l’\u00a0<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique de translation<\/span><\/strong>\u00a0du mouvement lin\u00e9aire des atomes.\u00a0Les particules monoatomiques ne tournent pas et ne vibrent pas.\u00a0Le comportement du syst\u00e8me est bien d\u00e9crit par la th\u00e9orie cin\u00e9tique des gaz.\u00a0La th\u00e9orie cin\u00e9tique est bas\u00e9e sur le fait que lors d’une\u00a0<\/span>collision \u00e9lastique<\/span><\/a>\u00a0entre une mol\u00e9cule \u00e0 haute \u00e9nergie cin\u00e9tique et une \u00e0 faible \u00e9nergie cin\u00e9tique, une partie de l’\u00e9nergie sera transf\u00e9r\u00e9e \u00e0 la mol\u00e9cule d’\u00e9nergie cin\u00e9tique inf\u00e9rieure.\u00a0Cependant, pour les\u00a0<\/span>gaz polyatomiques<\/span><\/strong>\u00a0il y a\u00a0<\/span>rotation<\/span><\/strong>\u00a0et<\/span>l’\u00e9nergie cin\u00e9tique vibrationnelle<\/span><\/strong>\u00a0aussi.<\/span><\/p>\n

L’\u00e9nergie potentielle microscopique,\u00a0<\/span>U\u00a0<\/span>pot<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0, implique les\u00a0<\/span>liaisons chimiques<\/span><\/strong>\u00a0entre les atomes qui composent les mol\u00e9cules, les forces de liaison dans le noyau ainsi que les champs de force physiques au sein du syst\u00e8me (par exemple les champs \u00e9lectriques ou magn\u00e9tiques).<\/span><\/p>\n

Dans les liquides et les solides, il existe une composante importante d’\u00e9nergie potentielle associ\u00e9e aux\u00a0<\/span>forces d’attraction intermol\u00e9culaires<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

Cet article est bas\u00e9 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 \u00e0 l’adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous appr\u00e9cions votre aide, nous mettrons \u00e0 jour la traduction le plus rapidement possible. Merci<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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