T = 273,15 + θ
Explication
La température thermodynamique s’exprime en kelvins et s’obtient en ajoutant 273,15 à la température en degrés Celsius. Les autres expressions ne donnent pas la conversion correcte entre les deux échelles.
Elles n’ont pas d’interactions et leur volume propre est négligeable
Explication
Le gaz parfait est un modèle idéal sans interaction entre entités, et leur volume propre est négligeable devant celui de l’enceinte. C’est précisément ce qui permet d’utiliser l’équation d’état PV = nRT.
ΔU = W + Q
Explication
Le premier principe s’écrit ΔU = W + Q avec la convention de signe indiquée. Cette relation traduit que l’énergie interne varie selon les échanges de travail et de chaleur.
Quand le système reçoit de l’énergie thermique
Explication
Q est compté positivement lorsque le système reçoit de l’énergie thermique, et négativement lorsqu’il en cède. Une hausse de température ne suffit pas, à elle seule, à définir le signe de Q.
ΔU = C ΔT
Explication
Pour un incompressible de volume constant, la variation d’énergie interne est proportionnelle à la variation de température : ΔU = CΔT. C’est la relation fondamentale du modèle étudié.
C ΔT = Q
Explication
Au repos macroscopique, le travail échangé est nul, donc le premier principe conduit à CΔT = Q. L’énergie interne varie alors uniquement par échange thermique.
Du corps le plus chaud vers le corps le plus froid
Explication
La conduction thermique transfère l’énergie du corps le plus chaud vers le plus froid lorsqu’il y a contact. C’est le sens du flux thermique défini dans le cours.
Rth = L / (λ S)
Explication
La résistance thermique d’une cloison parallélépipédique vaut Rth = L/(λS). Cette expression montre qu’elle augmente avec l’épaisseur et diminue avec la conductivité et la surface.
Un échange d’énergie par émission et absorption de photons
Explication
Le rayonnement thermique est un échange d’énergie assuré par émission et absorption de photons. Il se distingue de la conduction et de la convection car il ne nécessite pas de support matériel.
Elle diminue
Explication
Quand l’albédo augmente, une plus grande fraction du rayonnement solaire est réfléchie, donc moins d’énergie est absorbée et la température d’équilibre diminue. À l’inverse, un coefficient d’absorption plus grand tend à la faire augmenter.
Un transfert d’énergie lié au déplacement de matière dans un fluide
Explication
La convection correspond bien à un transfert thermique associé au mouvement d’un fluide. Le transfert par contact entre solides relève plutôt de la conduction.
τ = C / (hS)
Explication
Le temps caractéristique est égal au rapport de la capacité thermique du solide à la conductance convective hS, soit τ = C/(hS). Cette grandeur fixe la vitesse d’approche de la température du thermostat.
Mémorisez les réponses avec 12 flashcards sur Principes fondamentaux de la thermodynamique.
Gaz parfait — définition ?
Modèle idéal sans interactions, volume négligeable.
Premier principe — rôle ?
Échange d’énergie entre système et environnement.
Énergie interne — composantes ?
Énergies microscopiques, translation, rotation, vibration.
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