Démonstration du premier principe de la thermodynamique

[invite83aa658c]

Bonjour bonjour! Ca fait bien longtemps que j'ai pas été par ici ^^
Tout d'abord Joyeux Noël
Voilà, en tous les cas c'est les vacances et j'en profite pour revoir mon cours de thermo de sup. Je revoyais en fait la démonstration du premier principe de la thermodynamique, et à ce sujet j'ai une question assez spécifique:


Sur mon cours, l'énoncé est:

"L'énergie totale est une grandeur d'état conservative"

. Par là on entend bien que, en se plaçant dans un référentiel galiléen:

E = ( U + E_{méca macro} ) est une grandeur conservative.

Puis, on applique le théorème de l'énergie cinétique à l'ensemble du système (qui est par hypothèse fermé) pour obtenir:

dEc_total = δW_int + δW_ext
avec: δW_int le travail des forces intérieures au système
δW_ext le travail des forces extérieures au système exercées sur celui-ci

Ensuite (et c'est là que je bugge), voilà ce qui est écrit:

D'après le premier principe tel qu'il a été énoncé précédemment, les forces intérieures sont conservatives, donc δW_int = - dEp_int

Ma question est la suivante: qu'est-ce qui, dans cet énoncé du premier principe, permet d'affirmer que les forces intérieures sont conservatives?

Je sais que c'est vachement spécifique et pas vital pour la compréhension globale, mais j'y ai trop réfléchi pour laisser tomber juste comme ça . Alors si quelqu'un daigne m'apporter son aide, j'en serais grandement reconnaissant

Merci!
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[inviteca4b3353]

Ma question est la suivante: qu'est-ce qui, dans cet énoncé du premier principe, permet d'affirmer que les forces intérieures sont conservatives?

Le premier principe est ni plus ni moins que celui de la conservation de l'énergie. Si le système est isolé, son énergie est conservée. Maintenant si le système est isolé, quelles sont les forces qu'il subit ? Uniquement des forces internes. Et elles ne peuvent etre que conservatrices car l'énergie d'un système isolé est conservée. Les forces internes d'un système isolé ne peuvent dissiper de l'énergie vers l'extérieur du système.

[invite83aa658c]

Merci infiniment d'avoir répondu aussi rapidement!
Cependant, il est dit que ces relations sont valables pour un système quelconque fermé, i.e.: n'échangeant pas de matière avec le milieu extérieur. Cependant le système n'est pas forcément isolé, puisqu'il peut y avoir échanges d'énergie avec l'extérieur.
La question demeure malheureusement...

[invitebfbf094d]

"L'énergie totale est une grandeur d'état conservative"

. Par là on entend bien que, en se plaçant dans un référentiel galiléen:

E = ( U + E_{méca macro} ) est une grandeur conservative.

Puis, on applique le théorème de l'énergie cinétique à l'ensemble du système (qui est par hypothèse fermé) pour obtenir:

dEc_total = δW_int + δW_ext
avec: δW_int le travail des forces intérieures au système
δW_ext le travail des forces extérieures au système exercées sur celui-ci

Ensuite (et c'est là que je bugge), voilà ce qui est écrit:

D'après le premier principe tel qu'il a été énoncé précédemment, les forces intérieures sont conservatives, donc δW_int = - dEp_int

De mon côté, je n'ai pas appris le premier principe sous cette forme, du moins en thermodynamique. En mécanique statistique, ca serait un peu différent.

D'abord, qu'entends-tu par énergie totale ? Si par là, tu entends énergie potentielle+énergie cinétique du système global, je crois que ce n'est pas ca. Si notre système est un système de gaz contenu dans une boite, on ne s'intéresse pas à l'énergie cinétique et potentielle de la boite. Ce qui nous intéresse c'est l'énergie interne du système. En mécanique statistique, on parlera d'énergie totale comme la somme des énergies individuelles. Mais cela implique de connaitre l'énergie cinétique des particules. C'est assez compliqué dans notre cas ici, qui est la thermodynamique.

Si l'on se place dans le cadre de la thermodynamique, l'énergie interne se résumera à une échange de chaleur et à un travail échangé entre le système et l'extérieur. Donc lorsque tu appliques ton théorème de l'énergie cinétique, je ne comprends pas tellement l'utilité et la signification. Le travail des forces intérieures par exemple. Je n'en comprends pas le sens. En thermodynamique, comme je l'ai dit, le travail qui entre en compte dans l'énoncé du premier principe, est le travail échangé entre le système avec l'extérieur, et en aucun cas, un travail des forces intérieures au système. Quant au travail extérieur, ce n'est pas non plus forcément le travail des forces extérieures exercées sur le système. Le système peut aussi fournir un travail à l'extérieur. Le gaz peut par exemple fournir un travail à l'extérieur en faisant avancer un piston.

Pour résumé, sous la forme dont tu énonces le premier principe, je n'en comprends pas le sens. En tout cas, de mon côté, je ne l'ai pas appris comme cela. Mais bon, peut-etre que je ne connais pas tous, puisque je suis essentiellement autodidacte, et que certaines choses m'ont échappées.

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