Cours 12 - Physique Expérimentale

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Cours 12 - Physique Expérimentale

Publié le : jeudi 21 juillet 2011
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Physique Expérimentale
Thermodynamique
• Chaleur et température
• Energie interne - premier principe
• Transferts thermiques
Second principe: machines thermiques
• Potentiel chimique
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Thermo-dynamique
Reflexions sur la puissance Motrice du feu Sadi Carnot, 1824
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Ludwig Boltzmann Vienne, 1906
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• niveau macroscopique: variables qui spécifient
 l'état du système: p, V, T, M, (x 1 ,x 2 ,…x n )
            nombre  d ' Avogadro
N = 6, 02  10 23
N a = 6, 02  10 v             
• niveau microscopique: positions et vitesses de chaque molécule
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Équilibre? Tout système thermodynamique isolé tend vers un état d'équilibre
Exemples: - grenadine, réaction chimique (eq chimique) - température homogène (eq thermique) - dégonfler un ballon (éq mécanique)
Note 1: c'est irréversible Note 2: système ouvert => état stationnaire de non-éq (vie)
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Principe zéro de la thermodynamique:
Si un objet A est en équilibre thermique avec un objet B et B est en équilibre thermique avec un objet C, alors A et C sont en équilibre thermique entre eux
=> Même température
Qu'est-ce que la température?
Question plus simple: comment la mesurer?
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On ne mesure pas la température mais une propriété physique qui en dépend .
Thermomètre <=> coefficient de dilatation thermique
Δ L = αΔ T       lineique L 0 Δ VV = βΔ T       volumique 0
Mercure β =182. 10 -6 /°, peu volatil, linéaire
Points de référence?
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• echelle centigrade: eau-glace et glace-vapeur , p atm • echelle Farenheit : mélange eau-sel, T du corps • echelle Celsius • echelle Kelvin
T F = 32 + 59 T C T C = 95 ( T F 32
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)
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Loi des gaz parfaits (dilués)
pV = nR ( θ 0 + θ ) θ 0 = 273,15  ° C n   # moles V = 0.022414  m 3 / mol   (0 ° C  et  1  atm 1, 01325  bar ) n R = 8, 314  J / mol / °
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Echelle KELVIN: zéro absolu et point triple de l'eau
pV pV T = = nR Nk B N : # molecules
= k B R / N av = 1.38  10 23 J / K
T A p A = T triple p triple
T A = 273.15 p A p triple
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