Différence concrète entre Q,U,et H

[vince3001]

bonjour
j'aurais voulu savoir à quoi correspondent concretement les energies Q,H,U.En effet c'est bien d'appliquer des formules, ms c'est qd meme mieux de comprendre ce que l'on fait!
merci
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[pppppp42]

C'est toujours un peu difficile de rapporter la thermo à quelquechose de concret. En fait, Q désigne une quantité de chaleur échangée quelconque, H est une quantité de chaleur à pression constante et U à volume constant : alors à pression constante, Q est assimilé à la variation de H, Et à volume constant, Q est assimilé à la variation de U. C'est surement ce que tu as dans ton cours de thermo, donc je sais pas si sa t'aidera vraiment, en tout cas j'aurais essayé!

[mach3]

Q est de l'énergie échangée sous forme de chaleur, alors que U et H sont des fonctions d'états, c'est à dire des grandeurs caractéristiques du système.

Le système ne possède pas de chaleur, mais il possède une énergie interne U et une enthalpie H. La chaleur est moyen d'échange de l'énergie, tout comme le travail W.

L'énergie interne U d'un système est la somme des énergies cinétiques et potentielles des entités qui le composent. C'est concrètement l'énergie contenue dans le système.

Cette énergie peut varier de deux façons, soit par échange de travail W ou de chaleur Q avec l'extérieur.

On aura :



ou encore en écriture différentielle :

, avec et le travail et la chaleur élémentaire échangés pendant une variation infinitésimales de U

L'échange de travail est la communication d'un mouvement ordonné entre le système et l'extérieur. Par exemple le mouvement d'un piston est ordonné.
L'échange de chaleur est la communication d'un mouvement désordonné entre le système et l'extérieur.

Le travail mécanique (mouvement d'un piston) s'écrit :



avec F la somme des forces exercées sur le piston le long de son axe, dl le déplacement infinitésimale du piston, S la surface du piston. La force F répartie sur la surface S du piston équivaut à une pression, le déplacement dl multiplié par la surface équivaut à une variation de volume infinitésimale du système.
Par convention on compte négativement ce que fourni le système. Si le système fourni du travail c'est que sont volume grandi, c'est pour cela que l'on mets le signe -

Si le seul travail échangé par le système est mécanique, on peut réécrire la variation d'énergie interne :



Dans le cas où la transformation est à volume constant, on a donc :



La variation d'énergie interne est donc directement égale à la chaleur échangé. En mesurant la chaleur échangé par le système lors d'une telle transformation, on a un accès direct à sa variation d'énergie interne.

Dans le cas d'une transformation à pression constante, on a plus cette correspondance, on va donc fabriquer une autre fonction caractéristique du système, l'enthalpie H, telle que :

H = U + PV

Soit en écriture différentielle :





Si le travail échangé est exclusivement mécanique, on a :





Si la transformation s'effectue à pression constante, la chaleur échangée est directement équivalente à la variation d'enthalpie.

m@ch3

[invite1c3dc18e]

"concrètement" H, G, F,... sont tous des fonctions permettant de décrire la variation d'énergie du système suivant les paramètres de contrôle du système: quand on maintient le système à V ou p constante, à T ou S constante, etc...

[A voir en vidéo sur Futura]

[vince3001]

merci à vous tous pour ces explications