Transfert d'énergie

[invite9b44f920]

bonjour, aujourd'hui on a fait le cours sur l'énergie interne mais la prof ne nous a donné aucune formule. J'en avais pourtant remarqué deux dans le livre :

- transfert thermique sans changement d'état

Q = m.c."variation de température"

Q = transfert thermique (J)
m = masse (kg)
c = capacité thermique massique (J.kg^-1.°C^-1)
température en °C

- transfert thermique avec changement d'état

Q= m.L

Q = transfert thermique (J)
m = masse (kg)
L = chaleur latente massique (J.kg^-1)

Elle m'a dit qu'il ne fallait plus les enseigner car elles sont fausses.

Vous en pensez quoi ? Si vous êtes d'accord, vous pourriez méexpliquer pourquoi ?

merci d'avance
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[invitec336fcef]

Pour l'énergie interne, il y a certaines formules qui permettent de la calculer. Pour ma part, j'appellerais cette énergie U, si cela te convient.

Ta première formule correspondant à la première Loi de Joule pour les Gaz parfaits :
U = m.C_v.T
Cette formule est uniquement applicable aux gaz parfaits, et valable tout le temps, sous condition que C_v soit constante. Elle est toujours utilisée, aucune raison de la prétendre fausse. On pourra toujours dire qu'elle n'est en réalité jamais valable, puisque qu'un gaz n'est jamais parfait...

La seconde loi est valable pour tout type de corps, elle permet de calculer la quantité d'énergie qui s'accumule dans un corps avant un changement d'état.
Un exemple simple : lorsqu'un glaçon est soumis à une augmentation de T, il doit d'abord emmagasiner de l'énergie avant de se liquéfier (cependant, à l'oeil, cela nous semble instantané).
Cette formule est également valable, mais ses conditions d'emploi restent à préciser. Pour ma part, je ne l'utilise pas beaucoup, donc j'émets une réserve.

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[invite603107e6]

Ta première formule correspondant à la première Loi de Joule pour les Gaz parfaits :
U = m.C_v.T
Cette formule est uniquement applicable aux gaz parfaits, et valable tout le temps, sous condition que C_v soit constante. Elle est toujours utilisée, aucune raison de la prétendre fausse. On pourra toujours dire qu'elle n'est en réalité jamais valable, puisque qu'un gaz n'est jamais parfait...

Non, c'est valable pour n'importe quel corps. Par ailleurs, c'est bien la chaleur reçue et pas l'énergie interne. Enfin, il faut distinguer C_p et C_V, les chaleurs spécifiques à pression et à volume constants et prendre garde qu'elles dépendent de la température.

La seconde loi est valable pour tout type de corps, elle permet de calculer la quantité d'énergie qui s'accumule dans un corps avant un changement d'état.
Un exemple simple : lorsqu'un glaçon est soumis à une augmentation de T, il doit d'abord emmagasiner de l'énergie avant de se liquéfier (cependant, à l'oeil, cela nous semble instantané).
Cette formule est également valable, mais ses conditions d'emploi restent à préciser. Pour ma part, je ne l'utilise pas beaucoup, donc j'émets une réserve.

La non plus. Il s'agit de la quantité de chaleur qu'il faut fournir à un corps (déjà à sa température de changement d'état) pour faire changer d'état une masse m de ce corps. La aussi la chaleur latente dépend de la température et peut être négative.

[invite9b44f920]

ok donc pour vous, ces formules sont toujours utilisables ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite603107e6]

ok donc pour vous, ces formules sont toujours utilisables ?

Oui, mais il faut les utiliser à bon escient...comme toujours

[invitec336fcef]

Notre cher camarade a demandé les formules pour l'énergie interne, et la première loi de Joule est valable uniquement pour les gaz parfaits (cf. livres de thermo). J'ai vérifié car tu m'avais mis un doute, mais elle est bien uniquement valable pour les gaz, et non pour les solides. Il me faudrait une preuve tangible
Maintenant, à pression constante, le travail des forces est nul et donc le premier principe de la thermodynamique exprime que :
U = Q = m.C_p.T. Ce qui revient à dire, qu'à pression constante, la variation d'énergie interne est égale à la quantité de chaleur échangée. Ce n'est donc pas valable n'importe quand !!!
Ainsi, dans la formule que j'ai donnée, C_v est remplacée par C_p pour indiquer que l'on travaille à pression constante.

Quant à ta seconde remarque, tu dis "là non plus", mais j'ai pas compris pourquoi !