Physique-Chimie — Terminale
Thermodynamique — Terminale Physique
Énergie thermique, transferts thermiques, premier et second principe de la thermodynamique.
Par ProfBot
Thermodynamique — Terminale Physique
🎯 Objectif : Comprendre les principes de la thermodynamique et les transferts thermiques.
1. Température et chaleur
Température
Mesure de l'agitation thermique des particules. Échelles : Celsius (°C), Kelvin (K) Relation : T(K) = T(°C) + 273,15
Chaleur
Énergie transférée due à une différence de température. Unité : Joule (J) ou calorie (cal) 1 cal = 4,186 J
Capacité thermique
Q = m × c × ΔT
où c est la capacité thermique massique (J/(kg·K))
2. Transferts thermiques
Conduction
Transfert d'énergie par contact, sans déplacement de matière.
Φ = λ × A × ΔT / e
Convection
Transfert par déplacement du fluide (air, eau).
Rayonnement
Transfert par ondes électromagnétiques.
3. Premier principe de la thermodynamique
Conservation de l'énergie pour un système thermodynamique :
ΔU = Q - W
où :
- ΔU = variation d'énergie interne
- Q = chaleur reçue par le système
- W = travail effectué par le système
4. Second principe de la thermodynamique
L'entropie d'un système isolé augmente toujours (ou reste constante).
ΔS ≥ 0
L'entropie mesure le désordre d'un système.
Conséquences
- La chaleur ne peut pas passer spontanément d'un corps froid à un corps chaud
- Tous les processus réels sont irréversibles
5. Systèmes thermodynamiques
Transformations
Isochore (volume constant) : W = 0 Isobare (pression constante) : W = P × ΔV Isotherme (température constante) : ΔU = 0 Adiabatique (sans échange thermique) : Q = 0
Gaz parfait
PV = nRT
où P (Pa), V (m³), n (mol), R = 8,314 J/(mol·K), T (K)
Exercices d'application
- Calculer les échanges thermiques
- Appliquer les principes de thermodynamique
- Analyser les cycles thermodynamiques