Énergie échangée par un système au cours d’une transformation

1. Énoncé du 1^er principe

Pour tout système fermé :

$\rm dE_c+dE_p+dU=\delta W + \delta Q$

Avec
$\rm dE_c$ la variation de l’énergie cinétique macroscopique.
$\rm dE_p$ la variation de l’énergie potentielle extérieure.
$\rm dU$ la variation de l’énergie interne au cours de la transformation.
$\rm \delta W$ le travail des forces non conservatives du milieu extérieur sur le système.
$\rm \delta Q$ la quantité de chaleur échangée avec le milieu extérieur du système.

Par convention, $\rm \delta Q>0$ si le transfert thermique est reçu par le système.

Le 1^er principe peut aussi s’écrire sous forme intégrée :

$\rm \Delta E_c+ \Delta E_p+ \Delta U = W + Q$

2. Travail des forces de pression

Le travail des forces de pression, $\rm W_P$ vérifie :

$\rm \displaystyle W_P = - \int P_{ext}dV$

Avec
$\rm P_{ext}$ la pression extérieure.
$\rm V$ le volume.

3. Lois de Joule

La 1^ère loi de Joule énonce que pour un gaz parfait :

$\rm dU=C_VdT$

Avec
$\rm U$ l’énergie interne du gaz parfait.
$\rm C_V$ la capacité calorifique à volume constant du gaz parfait en $\rm J/K$.

La 2^ème loi de Joule énonce que pour un gaz parfait :

$\rm dH=C_PdT$

Avec 
$\rm H$ l’enthalpie du gaz parfait $\rm (H=U+PV)$.
$\rm C_P$ la capacité calorifique à pression constante du gaz parfait en $\rm J/K$.