Le premier principe de la thermodynamique (Physique)

Fiches de rappel sur le premier principe de la thermodynamique. Systèmes thermodynamiques : système, frontière et milieu extérieur ; systèmes ouverts, fermés et isolés ; équilibre thermique et principe zéro ; équations d'état f(p, V, T) = 0 et pV - nRT = 0 ; variables extensives et intensives ; et diagrammes pV. Travail, chaleur et énergie interne : dW = p dV, W comme intégrale de p dV et aire sous une courbe pV, le signe du travail lors d'une détente et d'une compression, la dépendance du travail vis-à-vis du chemin suivi, et le travail dans les transformations isotherme (nRT ln(V2/V1)), isobare (p(V2 - V1)) et isochore (nul) ; l'énergie interne comme énergie moléculaire totale, E_int = (3/2) nRT pour un gaz parfait monoatomique, et la transformation quasi statique. Le premier principe lui-même : Delta E_int = Q - W, les conventions de signe pour Q et W, la forme différentielle dE_int = dQ - dW, l'énergie interne comme fonction d'état indépendante du chemin, et les cas isotherme, cyclique et du système isolé. Transformations thermodynamiques : isotherme, adiabatique, isobare, isochore, cyclique et non quasi statique, avec Q = W pour un cycle. Capacités thermiques d'un gaz parfait : C_V et C_p, Q = n C_V Delta T et Q = n C_p Delta T, dE_int = n C_V dT, la relation de Mayer C_p = C_V + R, les valeurs monoatomique, diatomique et polyatomique, et C_V = (d/2) R. Transformations adiabatiques : Q = 0, Delta E_int = -W, pV^gamma = constante, TV^(gamma-1) = constante, l'indice adiabatique gamma = C_p/C_V > 1, la pente adiabatique plus raide, la détente libre à température constante, et le cliquetis des moteurs.