Energie interne

[invite503e3c41]

Bonjour,

Je me rapproche de vous pour évoquer le concept d'énergie interne. En effet, il s'agit des différentes sommmes des énergies cinétiques et potentielles des particules constituant un ensemble. Néanmoins, on a souvent l'habitude de quantifier une différence d'énergie interne ( cf. 1er principe delta U=W+Q) et non une énergie interne seule. Cela est-il possible?

Pour prendre un exemple concret, l'energie stockée dans un ballon d'eau chaude se calcule en Q=m*Cp*Delta(T) entre entrée et sortie ballon et est égale à la diffénce d'énergie interne entre l'entrée et sortie du ballon...si vous me suivez on doit être à peu près d'accord...Mais si je considère le ballon isolé à la température maximale pour laquelle il est dimensionné sans aucun échange avec l'extérieur (pas de débit), est-il possible de déterminer l 'énergie interne de ce ballon? (et non la différence entrée/sortie)
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[albanxiii]

Bonjour,

Je me rapproche de vous pour évoquer le concept d'énergie interne. En effet, il s'agit des différentes sommmes des énergies cinétiques et potentielles des particules constituant un ensemble. Néanmoins, on a souvent l'habitude de quantifier une différence d'énergie interne ( cf. 1er principe delta U=W+Q) et non une énergie interne seule. Cela est-il possible?

La formule écrite est fausse. La bonne est . C'est de cette façon qu'on décrit la variation d'énergie interne. Il y a deux façon de fournir (algébriquement) de l'énergie à un système : le travail et la chaleur.

@+

[invite503e3c41]

C'est ce que j'ai écrit.... delta U=W+Q

je n'ai simplement pas utilisé le caractère grec car je ne l'ai pas trouvé mais écrit "delta" donc ma formule me semble bonne pour ce qui est du 1er principe de la thermodynamique...

[invite503e3c41]

mais ma question ne concerne pas une "variation" d'énergie interne, qui est effectivement calculable, mais de savoir si il est possible de quantifier l'énergie interne d'un contenant par exemple (cf mon exemple du ballon)

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Re,

C'est ce que j'ai écrit.... delta U=W+Q

Oui, pardon. Pour déterminer une énergie interne de façon absolue, il faut se donner une référence. Dans le cas d'un gaz parfait, cela doit être faisable.
Pour l'entropie il existe le troisième principe de la thermodynamique : http://fr.wikipedia.org/wiki/Troisi%...hermodynamique

Cela dit, pourquoi voulez-vous avoir une énergie interne absolue ?

@+

[invite503e3c41]

Je m'interrogeais sur le sujet car le concept d'énergie (thermique, électrique,..) est toujours basé sur une différence que ce soit de température, potentiel ou autre et est toujours calculable. Mais en thermodynamique l'énergie interne est vraiment la base de tout et on ne sait pas la quantifier sinon sa variation. pourquoi créer une notion de variation si on ne sait pas calculer une donnée à un instant ou dans une configuration précise?
Enfin, je ne sais pas si vous me suivez!

[Pixelvore]

L'impression que j'ai eue en m'aventurant sur les terrains de la physique statistique et de la physique du solide, c'est qu'on peut bien parler d'énergie interne absolue. Par exemple pour calculer la capacité calorifique d'un corps, on imagine vraiment la situation : je pars de 0K, quel est le gain d'énergie de mon système lorsque T augmente ? J'obtiens donc l'énergie interne en fonction de T, puis je dérive par rapport à T pour obtenir la capacité calorifique. Dans ces calculs on parle bien de U(T) du coup. Mais on fait ça en gardant à l'esprit qu'on fait des approximations ! Par exemple, pour se simplifier la vie dans ce calcul on prend U(T=0K) = 0. Mais en réalité, même à 0K l'énergie n'est pas nulle d'après la mécanique quantique : l'état fondamental pour une assemblée de n bosons a pour énergie n.Eo, et pour n fermions c'est Eo + E1 + ... + En-1, où les Ei sont les énergies possibles pour les particules individuelles. Heureusement, ça n'importe pas pour le calcul de la capacité calorifique par exemple, puisqu'on dérive par rapport à T à la fin...
Donc pour résumer mon propos, je pense que l'énergie interne est bien DEFINIE de manière absolue (c'est une fonction d'état du système !), mais on ne SAIT en calculer que les variations à cause de sa complexité (inaccessibilité des énergies cinétiques individuelles, etc).

[Amanuensis]

Si on voulait parler de l'énergie absolue d'un gaz, ce serait mc², avec m la masse du gaz (ce qui n'est pas la somme des masses des particules).

(Une manière de le voir est de penser à du dihydrogène gazeux : si on arrive à réaliser la fusion des noyaux, on dégage de l'énergie ; fallait bien qu'elle soit là avant...)

Mais cela n'a pas d'intérêt en pratique, le calcul des variations répond à tous les besoins, et il s'adapte en fonction de ce qu'il se passe. En général si on traite la question en thermodynamique, on va travailler à atomes et molécules constants, et on ne s'occupe que de certaines des formes d'énergie.

[invite503e3c41]

Merci pour vos contributions interessantes notamment à toi pixelivore!

@+