Le Premier Principe de la Thermodynamique

Le premier principe de la thermodynamique est un principe de conservation de l'énergie.
La notion d'Energie est un concept ancien qui a souvent divisé les scientifiques. L'énergie est toujours associée à un système composé de matière. L'énergie d'un système est une grandeur physique qui caractérise l'état d'un système.
Il existe différentes formes d'énergies :

• La chaleur, lié à la température du système
• L'énergie cinétique, liée à la vitesse du système
• L'énergie électromagnétique, liée à la charge électrique du sytème
• L'énergie potentielle de pesanteur, liée à la masse du système
• etc.

Ainsi, un système dont l'énergie serait nulle est un système

• froid (sa température est de 0 Kelvin),
• immobile (sa vitesse est nulle),
• électriquement neutre (sans charge électrique est nulle),
• sans masse,
• etc.

La thermodynamique a introduit une nouvelle forme d'énergie, appelée Energie interne.
L'énergie interne correspond à l’agitation thermique des particules du système. Cette agitation est d'autant plus importante que la température est élevée et que la pression est basse.

Ainsi, le Premier Principe de la Thermodynamique stipule :

Premier Principe de la Thermodynamique

avec :

• dU : Variation de l'énergie interne pendant la transformation
• δW : Quantité de travail reçu par le système pendant la transformation
• δQ : Quantité de chaleur reçu par le système pendant la transformation

En thermodynamique classique, la quantité de travail correspond seulement au travail des forces de pression : δW = - PdV, où P correspond à la pression du système et dV à la variation de volume du système.
Le premier principe de la Thermodynamique devient alors : dU = -PdV + δQ