Thermodynamique : énergie interne et transferts thermiques
Fiche de révision · Physique-Chimie · Term
L'essentiel du cours
Chapitre 1 : L'énergie interne d'un système
L'énergie interne U est une grandeur macroscopique liée à l'agitation et aux interactions microscopiques.
Chapitre 2 : Les trois modes de transfert thermique
Le transfert thermique va toujours du corps le plus chaud vers le corps le plus froid.
Chapitre 3 : Variation d'énergie interne : ΔU = W + Q
ΔU = W + Q : le système gagne ou perd de l'énergie sous forme de travail ou de chaleur.
Chapitre 4 : Calculer un transfert thermique : Q = m·c·ΔT
Q = m·c·ΔT relie le transfert thermique à la variation de température d'un corps sans changement d'état.
Teste-toi · 8 questions
1.L'énergie interne U d'un système est :
- A.le travail des forces extérieures
- B.la température du système
- C.la somme des énergies cinétiques et potentielles microscopiques
- D.la chaleur contenue dans le système
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Réponse C : la somme des énergies cinétiques et potentielles microscopiques
U est liée aux énergies microscopiques des particules, pas à la chaleur qui est un transfert d'énergie.
2.Un transfert thermique spontané s'effectue :
- A.du corps chaud vers le corps froid
- B.toujours de l'ouest vers l'est
- C.uniquement par rayonnement
- D.du corps froid vers le corps chaud
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Réponse A : du corps chaud vers le corps froid
Le transfert thermique spontané va toujours du corps le plus chaud vers le corps le plus froid.
3.Le mode de transfert thermique qui peut se propager dans le vide est :
- A.aucun
- B.le rayonnement
- C.la convection
- D.la conduction
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Réponse B : le rayonnement
Le rayonnement utilise des ondes électromagnétiques qui n'ont pas besoin de milieu matériel.
4.La relation du premier principe pour un système fermé est :
- A.ΔU = W × Q
- B.ΔU = W - Q
- C.ΔU = W + Q
- D.ΔU = Q - W
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Réponse C : ΔU = W + Q
Le premier principe s'écrit ΔU = W + Q, somme du travail et du transfert thermique reçus.
5.Par convention, si un système reçoit un transfert thermique Q, alors :
- A.Q > 0
- B.Q = 0
- C.Q < 0
- D.Q est imaginaire
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Réponse A : Q > 0
Q est positif lorsque le système reçoit de l'énergie, négatif lorsqu'il en cède.
6.Pour une transformation isochore (volume constant), le travail W est :
- A.W = ΔU
- B.W = 0
- C.W = -P ΔV
- D.W = Q
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Réponse B : W = 0
À volume constant, ΔV = 0 donc W = 0 et ΔU = Q.
7.La capacité thermique massique de l'eau liquide est environ :
- A.4,18 kJ·kg⁻¹·K⁻¹
- B.41,8 kJ·kg⁻¹·K⁻¹
- C.4,18 J·kg⁻¹·K⁻¹
- D.418 J·kg⁻¹·K⁻¹
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Réponse A : 4,18 kJ·kg⁻¹·K⁻¹
L'eau liquide a une capacité thermique massique de 4,18 kJ·kg⁻¹·K⁻¹, soit 4180 J·kg⁻¹·K⁻¹.
8.Pour chauffer 500 g d'eau de 20 °C à 60 °C (c=4,18 kJ·kg⁻¹·K⁻¹), le transfert thermique Q vaut :
- A.836 kJ
- B.83,6 kJ
- C.8,36 kJ
- D.0,836 kJ
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Réponse B : 83,6 kJ
Q = m·c·ΔT = 0,5 × 4,18 × 40 = 83,6 kJ.