Thermodynamique :
La thermodynamique est une branche de la physique qui traite de l'énergie et du travail d'un système. Il est né au 19ème siècle lorsque les scientifiques ont découvert pour la première fois comment construire et faire fonctionner des machines à vapeur. La thermodynamique ne traite que de la réponse à grande échelle d'un système que nous pouvons observer et mesurer lors d'expériences. Les interactions gazeuses à petite échelle sont décrites par la théorie cinétique des gaz. Les méthodes se complètent; certains principes sont plus faciles à comprendre en termes de thermodynamique et certains principes sont plus facilement expliqués par la théorie cinétique.Il existe trois lois principales de la thermodynamique qui sont décrites sur des diapositives distinctes. Chaque loi conduit à la définition de propriétés thermodynamiques qui nous aident à comprendre et à prédire le fonctionnement d'un système physique. Nous présenterons quelques exemples simples de ces lois et propriétés pour une variété de systèmes physiques, bien que nous nous intéressions surtout à la thermodynamique dans l'étude des systèmes de propulsion et des écoulements à grande vitesse. Heureusement, de nombreux exemples classiques de thermodynamique impliquent la dynamique des gaz. Malheureusement, le système de numérotation des trois lois de la thermodynamique est un peu déroutant. Nous commençons par la loi zéro.
La loi zéro de la thermodynamique implique quelques définitions simples de l'équilibre thermodynamique. L'équilibre thermodynamique conduit à la définition à grande échelle de la température, par opposition à la définition à petite échelle liée à l'énergie cinétique des molécules. La première loi de la thermodynamique relie les différentes formes d'énergie cinétique et potentielle d'un système au travail qu'un système peut effectuer et au transfert de chaleur. Cette loi est parfois considérée comme la définition de l'énergie interne et introduit une variable d'état supplémentaire, l'enthalpie. La première loi de la thermodynamique permet à de nombreux états possibles d'un système d'exister. Mais l'expérience montre que seuls certains états se produisent. Cela conduit à la deuxième loi de la thermodynamique et à la définition d'une autre variable d'état appelée entropie. La deuxième loi stipule que l'entropie totale d'un système plus son environnement ne peut pas diminuer; il peut rester constant pour un processus réversible mais doit toujours.
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