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Lois de joule thermodynamique wikipedia

Rech Lois de Joule thermodynamique En physique et en particulier en thermodynamique les deux lois de Joule énoncées par le physicien anglais James Prescott Joule sont deux lois décrivant le comportement des gaz Les gaz parfaits répondent aux deux lois de Joule Elles ne décrivent que très approximativement le comportement des gaz réels La première loi de Joule ou loi de Joule et Gay-Lussac en référence à Louis Joseph GayLussac énonce que l'énergie interne d'un gaz ne dépend que de la température La deuxième loi de Joule ou loi de Joule- Thomson en référence à William Thomson Lord Kelvin énonce que l'enthalpie d'un gaz ne dépend que de la température Ces lois ne sont valables qu'à quantité de matière constante Première loi de Joule Énoncé de la première loi de Joule ? La première loi de Joule ou loi de Joule et Gay-Lussac énonce que à quantité de matière constante Première loi de Joule ou loi de Joule et Gay-Lussac Un gaz suit la première loi de Joule lorsque son énergie interne ne dépend que de la température CMathématiquement ceci implique que la di ?érentielle de l'énergie interne du gaz peut s'écrire à quantité de matière constante sous la forme avec l'énergie interne la capacité thermique isochore la température Soit la quantité de matière impliquée dans la transformation et isochore molaire on a alors également la capacité thermique Soit la masse de matière impliquée dans la transformation et isochore massique on a alors également la capacité thermique Formulation mathématique de la première loi de Joule ? Pour une transformation thermodynamique réversible dans laquelle seules les forces de pression travaillent la di ?érentielle de l'énergie interne peut s'écrire de façon générale à quantité de matière constante sous la forme La di ?érentielle de l'entropie peut elle-même s'exprimer en fonction des coe ?cients calorimétriques à quantité de matière constante On peut donc réécrire la di ?érentielle de l'énergie interne sous la forme avec la capacité thermique isochore le coe ?cient de dilatation isotherme la pression Cla température l'entropie l'énergie interne le volume Toutes ces relations sont vraies quelle que soit la nature du système thermodynamique considéré On a La première relation de Clapeyron donne Un gaz suit la première loi de Joule si son énergie interne ne dépend que de la température à quantité de matière constante son énergie interne ne dépend donc pas du volume En conséquence pour un gaz suivant la première loi de Joule Si l'on montre la première relation alors on a la deuxième et réciproquement D'autre part puisque la di ?érentielle de est exacte le théorème de Schwarz permet d'écrire Ainsi pour un gaz suivant la première loi de Joule la capacité thermique isochore ne dépend pas du volume En revanche elle dépend de la quantité de matière et de la température CDétente de Joule et Gay-Lussac ? Article détaillé Détente de Joule-Gay-Lussac Expérimentalement on véri ?e qu'un gaz suit la première loi de Joule si sa température ne change pas dans une détente de Joule-Gay-Lussac Cette