Premier principe et variation d'énergie interne

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Formule : U = W + Q • U : variation d'énergie interne en joules (J). • W : travail des forces (mécanique, électrique) échangé avec l'extérieur (en J). • Q : transfert thermique avec l'extérieur (en J). • Convention de signe "banquier" : énergie reçue par le système > 0, énergie cédée < 0.

Le cours

Le premier principe de la thermodynamique Le premier principe est une expression de la conservation de l'énergie. Pour un système fermé (de masse constante) et au repos macroscopique, la variation de son énergie interne U au cours d'une transformation est égale à la somme des transferts thermiques (chaleur Q) et du travail (W) échangés avec le milieu extérieur. U = W + Q Convention de signe W et Q sont comptés positivement quand le système les reçoit et négativement quand il les cède. Le travail W regroupe le travail des forces (compression, détente) et le travail électrique reçu par un conducteur. Cas particuliers à reconnaître • Transformation adiabatique (aucun transfert thermique) : Q = 0, donc U = W. • Chauffage sans travail (eau dans une casserole) : W = 0, donc U = Q. • Système isolé (aucun échange) : U = 0. • Cycle (moteur, réfrigérateur) : le système revient à son état initial, donc U = 0 et W + Q = 0. Mini-exemple : la résistance d'une bouilloire reçoit un travail électrique W = 1\,000\ J chaque seconde et reste à température constante ( U = 0) ; elle cède donc Q = -1\,000\ J à l'eau chaque seconde.

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