Premier principe de la thermodynamique. Tome 1

Chapitre 1. Température

1.1. Système thermodynamique

a. Système fermé, système ouvert

b. Description d’un système thermodynamique

c. Paramètres d’état d’un système thermodynamique

1.2. Équilibre thermodynamique

a. Définition

b. Équilibre chimique

c. Forces extérieures s’exerçant au niveau des parois

d. Forces extérieures s’exerçant en volume

1.3. Équilibre thermique, principe zéro

a. Équilibre thermique, adiabatisme

b. Le principe zéro

c. Principe thermométrique

1.4. Thermométrie, échelles de températures

a. Thermomètre

b. Échelles centésimales à deux points fixes

c. Exemples de principes thermométriques

1.5. Gaz parfait, température absolue

a. Lois limites aux faibles pressions

b. Gaz parfait, définition provisoire

c. Température absolue, définition provisoire

d. Échelle Celsius

1.6. Équation d’état

a. Phases homogènes

b. Phases inhomogènes

c. États dynamiques stationnaires

Énoncés des exercices du chapitre 1 

1.1. Le ludion

1.2. Plongée sous-marine

1.3. Thermomètre à résistance de platine

1.4. Équation d’état de Van der Waals

1.5. Thermomètre à gaz de Van der Waals

1.6. Coefficients thermoélastiques

1.7. Correction de colonne émergente

1.8. Méthode des moindres carrés

Solutions des exercices du chapitre 1

Chapitre 2. Travail, énergie macroscopique

2.1. Vocabulaire 

a. Travail

b. Chaleur

c. Énergie

2.2. Travail 

a. Forces intérieures, forces extérieures

b. Travail mécanique

c. Travail électrique

d. Évolutions quasi statiques

e. Transformations à forces extérieures constantes

2.3. Énergie mécanique macroscopique

a. Énergie cinétique macroscopique

b. Énergie potentielle macroscopique

2.4. Énergie électrique macroscopique

a. Énergie potentielle électrostatique

b. Énergie magnétostatique

2.5. Phénomènes dissipatifs

a. Forces de frottement en mécanique

b. Effet Joule

Énoncés des exercices du chapitre 2

2.1. Travail de compression isotherme d’un gaz

2.2. Détente monobare d’un gaz parfait, de bilan isotherme

2.3. Compression multibare d’un gaz parfait, de bilan isotherme

2.4. Différentes formes d’énergie

2.5. Étude d’une étoile double

2.6. Association de ressorts harmoniques

2.7. Charge isotherme d’un condensateur

2.8. Étude d’une pompe à clapets

Solutions des exercices du chapitre 2

Chapitre 3. Chaleur, premier principe

3.1. Chaleur 

a. Convection

b. Rayonnement

c. Conduction

d. Réalisation d’une enceinte adiabatique

3.2. Énergie interne microscopique, énoncé restreint du 1er principe

a. Évolution adiabatique

b. Différentes contributions à l’énergie interne microscopique

c. Propriétés de l’énergie interne microscopique

d. Forme différentielle du premier principe

3.3. Coefficients calorimétriques

a. Capacités thermiques

b. Chaleurs latentes de changement d’état physique d’un système physico-chimique idéal

3.4. Énergie propre, énergie totale, énoncé général du 1er principe

a. Énergies macroscopiques

b. Énergie propre

3.5. Méthodes calorimétriques

a. Méthode des mélanges

b. Mesure directe d’un travail équivalent

c. Méthode dynamique d’écoulement stationnaire

Énoncés des exercices du chapitre 3

3.1. Travail de compression isotherme d’un gaz

3.2. Détente monobare d’un gaz parfait, de bilan isotherme

3.3. Compression multibare d’un gaz parfait, de bilan isotherme

3.4. Différentes formes d’énergie

3.5. Étude d’une étoile double

3.6. Association de ressorts harmoniques

3.7. Charge isotherme d’un condensateur

3.8. Étude d’une pompe à clapets

Solutions des exercices du chapitre 3

Chapitre 4. Gaz parfaits

4.1. Lois de Joule

a. Expérience de Gay-Lussac

b. Expérience de Joule et Thomson

c. Définition du gaz parfait

4.2. Évolution à bilan isotherme

a. Évolution isotherme quasi statique

b. Transformation monobare à bilan isotherme

4.3. Évolution adiabatique

a. Évolution adiabatique quasi statique, loi de Laplace

b. Transformation adiabatique monobare

4.4. Évolutions cycliques d’un gaz parfait

a. Définitions générales

b. Cycle de Carnot du gaz parfait

4.5. Capacités thermiques des gaz

a. Méthodes de mesures

b. Résultats expérimentaux

4.6. Mélanges idéaux de gaz parfaits

a. Loi de Dalton

b. Énergie d’un mélange idéal

Énoncés des exercices du chapitre 4

4.1. Compression adiabatique quasi statique d’un gaz parfait

4.2. Détente monobare adiabatique d’un gaz parfait

4.3. Chauffage indirect

4.4. Équilibre thermique de l’atmosphère

4.5. Expérience de Clément et Desormes

4.6. Transformation polytropique

4.7. Oscillations adiabatiques

Solutions des exercices du chapitre 4