La thermodynamique repose sur des principes ou postulats, c'est à dire des propositions établies
à partir de données
expérimentales et qui ne se démontrent pas.
Premier principe : La somme de toutes les énergies d'un système isolé est constante, c'est le principe de conservation
On désigne par U l'énergie interne du système (avec
U = Q + W), alors
de l'énergie.
sa variation .........
ΔU = Uf - Ui = Q + W
APPLICATIONS DU PREMIER PRINCIPE
CHALEUR DE TRANSFORMATION A VOLUME CONSTANT (QV)La chaleur de transformation à volume constant QV est égale à la variation d'énergie interne DU.
Définition : dans une transformation à volume constant, la quantité de chaleur reçue par le système
est égale à
l'augmentation d'énergie interne, elle ne dépend que de l'état initial et final.
CHALEUR DE TRANSFORMATION A PRESSION CONSTANTE (QP)On sait que la variation de l'énergie interne du système ΔU = Q + W
soit à pression constante
ΔU = QP + [- P (Vf - Vi)] = Uf - Ui (voir la définition du travail si nécessaire)
soit, en groupant les termes à indice : QP = (Uf + P Vf) - (Ui + PVi) = ΔU + PΔV
On définit l'enthalpie H telle que H = U + PV
cette fonction est utilisée en chimie pour les réactions à pression constante,
alors P =
constante donc ΔP = 0
et ΔH = ΔU + PΔV = QP
La chaleur de réaction à pression constante QP est égale à la variation d'enthalpie ΔH.
En effet, on note : QP = ΔH(P)
= ΔU(P)
+ PΔV.........que l'on écrit
ΔH = QP
(l'indice "P" est utilisé pour rappeler que l'on considère les ΔH,
ΔU et Q à pression constante)
Définition : dans une transformation à pression constante, la quantité de chaleur reçue par
le système est égale à
l'augmentation d'enthalpie, elle ne dépend que de l'état initial et final.
A retenir :
L'énoncé du premier principe.
Les équations qui résultent de son application.