Un jour Mr Joule a dit...

[invitecfea2535]

Bonjour à tous,

Un jour Mr Joule a dit : l'énergie interne d'un GP ne dépend que de sa température (et il a fait une superbe expérience pour prouver cela, une détente dans le vide).
Une des nombreuses conséquences de cela est qu'une compression isotherme n'augmente pas l'énergie d'un gaz (le travail reçu par le gaz est évacué sous forme de chaleur). Ainsi augmenter la pression d'un gaz n'augmente en aucun cas son Energie. (A quoi sert un compresseur alors?)

Pourtant :
le gaz sous pression peut ensuite être utiliser pour recupérer de l'énergie (un travail).

Alors peut on parler d'energie pneumatique?
Quelle est sa nature (potentielle/ elastique)

si vous avez des référence de livre qui traite de la nature de l'energie pneumatique, je suis preneur!

Merci d'avance
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[f6bes]

Bjr à toi,
A mon avis si tu COMPRESSES un gaz (fournir mécaniquement de l'énergie) , TOUT " le "travail" reçu par le gaz est évacué sous forme de chaleur.." est un POSTULAT FAUX.

Je dirais une PARTIE est évacuée sous forme de chaleur.
Le restant est "comprimé". C'est pas pareil (à mon avis !)

Sinon tous les pneus seraient ..............à plat.

Bonne journée

[invitec3f06645]

ce n'est pas un postulat, c'est le premier principe de la thermo.
l'experience de Joule a permis de montrer l'equivalence formelle entre travail et chaleur, ce qui n'etait pas intuitif au depart.

[invité576543]

Pourtant :
le gaz sous pression peut ensuite être utiliser pour recupérer de l'énergie (un travail).

Quand tu fais cela, la température du gaz baisse. Le gaz détendu va remonter en température en prenant de l'énergie dans son environnement. Au total, on a transformé de l'énergie thermique de l'environnement en travail, et non pas de l'énergie interne du gaz en travail.

Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[invité576543]

Alors peut on parler d'energie pneumatique?
Quelle est sa nature (potentielle/ elastique)

La question est intéressante, et pourrait amener quelques développements sur la notion de source d'énergie.

On voit avec cet exemple que la source d'énergie n'est pas le réservoir sous pression seul. Assez généralement, une source d'énergie se présente sous la forme d'une différence, par exemple entre deux sous-sytèmes, typiquement une différence portant sur une variable d'état intensive.

Ici l'énergie disponible (i.e., transformable en travail) est (divisé par 2 ? à vérifier). Le point important est le . La différence est ici la pression entre l'intérieur du réservoir et l'extérieur. La source d'énergie n'est pas le réservoir seul, ou l'environnement seul, mais la combinaison des deux. L'énergie transformée en travail peut venir de l'un, de l'autre ou des deux, il n'y a pas de règle générale pour cela. Et ici on voit un exemple où le travail correspond à une diminution d'énergie de l'environnement (une fois le gaz revenu dans l'état initial, c'est à dire à pression et température de l'environnement).

La" nature" d'une source d'énergie est en général donnée par ce qui est différent. Ici c'est donc la pression, on peut voir cela comme une énergie élastique. Dans le cas d'un ressort, on a comme énergie disponible : on a en facteur x , de nature géométrique comme V, et la différence est une différence de tension, la version unidimensionnelle de la pression.

(Notons que ce sont des modèles macroscopiques; si on cherche la nature microscopique de l'énergie disponible, le cas d'un ressort sous tension et d'un gaz sous pression sont différents.)

Cordialement,

[invitecfea2535]

Tout d'abord merci pour l'ensemble de vos reponses!!
cependant un problème subsiste : imaginez que je détende le gaz ensuite de manière adiabatique... (il n'y a pas d'apport d'énergie et pourtant je récupère mon travail)

[invité576543]

imaginez que je détende le gaz ensuite de manière adiabatique... (il n'y a pas d'apport d'énergie et pourtant je récupère mon travail)

Quelle est la température du gaz après une détente adiabatique? Comment a varié son énergie interne? Quel est le bilan énergétique?

Cordialement,

[invitecfea2535]

Bien sur, l'énergie interne a diminuer (donc la température). (je n'attendais pas ce type de réponse!ma question était mal posée)

Cependant cela montre qu'en comprimant du gaz (isotherme), je ne modifie pas son énergie (je perd l'energie fournit au système sous forme de chaleur) mais déplace son équilibre thermodynamique. Le système se déplace alors naturellement vers un état plus stable durant la détente et ce même si il finit avec un niveau énergétique inférieur au départ.

conclusion : comprimer un gaz c'est déplacer son équilibre sans apport d'énergie!!

Une analogie mécanique serait d'imaginer une bille sur un plateau loin d'une falaise. La "compression" serait l'action de rapprocher la bille près de la falaise (on ne change pas l'énergie de la bille). Dans le cas de la detente adiabatique le travail obtenu serait la perte d'énergie potentielle. Dans le cas de la détente isotherme... l'analogie est impossible.

Comme quoi, quand Joule dit quelque chose c'est bien difficile de comprendre!!!

[invité576543]

conclusion : comprimer un gaz c'est déplacer son équilibre sans apport d'énergie!!

Oui, c'est ça. Et ça devient une source de travail quand combinée avec un autre système à un équilibre différent.

Cordialement,

PS

(je n'attendais pas ce type de réponse!ma question était mal posée)

J'ai répondu en posant des questions parce que justement il me semblait que tu connaissais la réponse à la question que tu avais toi-même posée, ce qui pouvait s'expliquer si la question posée n'était pas exactement celle écrite...