Premier principe : bilan d’énergie

Introduction

Le premier principe de la thermodynamique énonce que l’énergie d’un système isolé est constante. En d’autres termes, toute énergie ajoutée ou retirée d’un système se traduit par une variation de son énergie interne ou par un travail effectué ou un transfert de chaleur.

Définition du bilan d’énergie

Le bilan d’énergie s’écrit : ΔU = Q + W

• ΔU : variation de l’énergie interne du système (en Joules, J).
• Q : chaleur échangée avec l’extérieur (positive si chaleur reçue, négative si chaleur fournie).
• W : travail effectué par le système (positif si travail effectué par le système, négatif si travail effectué sur le système).

Cas particuliers

• Système isolé : Q = 0 et W = 0, donc ΔU = 0. L’énergie interne reste constante.
• Transformation adiabatique : Q = 0, donc ΔU = W. Toute variation d’énergie interne est due à un travail.

Application

Ce principe permet d’analyser la variation d’énergie dans des processus thermodynamiques et de prévoir le comportement d’un système lors des échanges d’énergie avec son environnement.

Résumé

• L’énergie totale d’un système est conservée en l’absence d’échanges externes.
• Les échanges d’énergie se traduisent par le transfert de chaleur ou de travail.