Introduction à la thermodynamique/Applications du premier principe
Dans un système isolé, il y a conservation de l'énergie.
Cela revient à dire que pour un système isolé (par exemple un gaz contenu dans une bouteille thermos) qui ne perd pas d'énergie et qui n'en gagne pas, son énergie est constante. Cela paraît bête comme ça, mais par définition, un principe est quelque chose que l’on ne peut pas prouver.
Or, on ne sait pas faire de système isolé parfait (le seul vrai système isolé qui soit est l'univers), notre bouteille aura des échanges thermiques par conduction, convection et rayonnement avec l'extérieur, des échanges gazeux par porosité du métal qui la compose, etc.
Une extension du premier principe consiste à dire que l'énergie d'un système non isolé (puisque nous avons vu qu'un système isolé n'existe pas) est égale à la somme de son énergie initiale plus l'énergie qu’il a gagné moins l'énergie qu’il a perdue.
Notons que, toute mesure de l'énergie d'un système perturbe ce système. Par exemple, mesurer la température d'un océan modifie sa température car en plongeant un thermomètre dans l'océan, il se crée un équilibre thermique entre l'océan et le thermomètre se traduisant par des échanges d'énergie entre ces deux systèmes. Dans ce cas, on peut considérer l'influence du thermomètre comme négligeable, mais elle n’est pas nulle.
Ce premier principe de la thermodynamique est très évident mais peut impliquer des raisonnements extrêmement complexes.
Notes
modifier- attention, la traduction en français de l'anglais closed system est système isolé. Un système fermé est un système qui possède des parois étanches à la matière.
