Frontières d'un système thermodynamique
Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale
À retenir
• Système ouvert : échange matière ET énergie. • Système fermé : échange énergie UNIQUEMENT (masse constante : m = cte). • Système isolé : aucun échange (matière = 0, travail W = 0, transfert thermique Q = 0). • Choix du système : étape fondamentale préliminaire à tout bilan énergétique !
Le cours
Systèmes ouverts, fermés et isolés En thermodynamique, on appelle système une portion d'univers délimitée par une surface frontière réelle ou fictive à travers laquelle s'effectuent ou non des échanges avec le milieu extérieur : • Système ouvert : peut échanger à la fois de la matière et de l'énergie avec l'extérieur (ex. : une casserole d'eau bouillante sans couvercle, le corps humain, un moteur à combustion). • Système fermé : échange de l'énergie (travail mécanique, chaleur), mais n'échange aucune matière avec l'extérieur (ex. : une canette scellée, une seringue bouchée, le fluide frigorigène dans un circuit de réfrigérateur). • Système isolé : n'échange ni matière ni énergie (ni travail ni chaleur) avec l'extérieur (ex. : une bouteille thermos idéale, l'Univers tout entier).
Dans ce chapitre
- Échelles de température Celsius et Kelvin
- Changements d'état et énergie massique de changement d'état
- Frontières d'un système thermodynamique
- Énergie interne et énergie totale d'un système
- Premier principe de la thermodynamique
- Capacité thermique massique et échauffement sans transition de phase
- Les trois modes de transfert thermique
- Flux thermique et puissance transférée
- Résistance thermique de conduction d'une paroi plane
- Loi thermique de conduction et analogie électrique
- Bilan d'énergie et loi de refroidissement de Newton
- Équation différentielle de l'évolution de la température
- Temps caractéristique de relaxation thermique et réponse indicielle
- Bilan : Synthèse et méthode sur la thermodynamique et les transferts thermiques