Exemple: Transformation à pression extérieure constante On définit la fonction d'état enthalpie: Le transfert thermique est alors donné par: Exemple: Transformation adiabatique réversible d'un GP, loi de Laplace Hypothèse: pas de transfert de chaleur et réversibilité de la transformation. Les lois de Laplace sont vérifiées: Ou, ce qui est équivalent: Remarquer que le travail reçu par le gaz lors de la transformation est directement donné par: Soit:
On note Q le transfert thermique reçu par un système (grandeur algébrique, > ou < 0). Q s'exprime en Joule (J) dans le SI. Travail des forces de pression sur. Historiquement, on utilise la calorie: 1 cal = 4, 18 J: « La calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d'un gramme d'eau de 1°C (de 1 K) à pression constante de 1 bar et à partir de 14, 5°C. » Quelques ordres de grandeurs: On chauffe 1 kg d'eau de 20°C à 100°C sous 1 bar: Q = 80 kcal = 334, 4 kJ On transforme 1 kg d'eau liquide en vapeur à 100°C sous 1 bar: Q = 2 255 kJ (Q est ici appelée chaleur latente de vaporisation de l'eau). Exemple: Transformation adiabatique Lors d'une transformation adiabatique, le système ne reçoit pas de transfert thermique (Q = 0). Le 1 er principe donne alors: Pour un gaz parfait monoatomique, par exemple: Par conséquent, si W > 0 (compression de l'air dans une pompe à vélo), alors: le gaz s'échauffe alors qu'il n'a pas reçu de chaleur! Il est ainsi important de ne pas nécessairement associer quantité de chaleur et modification de température!
Thermostat (ou source de chaleur): corps de très grande taille, dont la température reste constante (égale ici à T0) même lorsque le corps reçoit de la chaleur. Ici, le gaz parfait subit une transformation réversible à température constante; on parlera de transformation isotherme.