Énergie interne, enthalpie et chaleur

Jose Lopez Garcia

Énergie interne, enthalpie et chaleur


Définition d’un contexte général pour ma question:


On sait que l’équation d’état pour un gaz idéal est donnée par:

pv=RT

où:

On sait également que, suivant les équations de Maxwell, l’énergie interne dépend uniquement de la température:

e=e(T)

Introduction de l’enthalpie (

he+pv

) et en utilisant l’équation d’état pour un gaz idéal, nous pouvons conclure des équations de Maxwell que l’enthalpie dépend également uniquement de la température:

h=h(T)


Question:

Le livre que j’utilise pour étudier la thermodynamique de la propulsion, donne un mot d’avertissement:

L’ énergie interne et l’ enthalpie peuvent changer en l’ absence totale de chaleur.

Nous envisageons toujours des gaz idéaux. Cependant, la chaleur est étroitement liée au changement de température , et les deux

e

et

h

dépendent uniquement de

T

.

Ma question peut être considérée comme un peu basique (je commence par la thermodynamique), mais je ne comprends pas très bien le mot d’avertissement donné par les auteurs. Comment est-il possible que

h

et

e

changement en absence totale de chaleur, si les deux dépendent de

T

? Pouvez-vous donner un exemple?


Essayer de résoudre ma propre question:

Un exemple, je peux penser où

e

changerait en l’absence de chaleur est lors de la compression d’un gaz (je ne sais pas si cela est vrai du tout). Mais je n’ai aucun moyen de visualiser l’enthalpie.

Chester Miller

Si vous cherchez une interprétation physique de l’enthalpie, ne passez pas trop de temps à chercher. L’enthalpie est juste une fonction pratique avec laquelle travailler pour résoudre de nombreux types de problèmes thermodynamiques. À mon avis, il vaut mieux penser à h comme une fonction définie par l’équation que vous avez donnée. Si e change, alors, pour un gaz idéal, T doit avoir changé, donc h doit avoir changé. h a changé à la suite du changement de e et aussi à la suite du changement de pv.

Jose Lopez Garcia

Merci pour la clarification @ChesterMiller. Je cherche également une réponse à ma question ci-dessus.

Chester Miller

Comme vous l’avez vous-même noté, si le gaz est comprimé (ou détendu) de manière adiabatique (c’est-à-dire « sans chaleur »), il agira sur son environnement (ou vice versa) et son énergie interne, son enthalpie et sa température changeront.

Réponses


 garype

N’associez pas trop la chaleur à la température. C’est un lien que nous établissons dans le langage courant, mais la physique peut être dangereuse.

Mieux: ne faites pas du tout cette association. Des liens entre les deux existent, par exemple dans l’équation de la chaleur spécifique, mais des relations telles que celles-ci ne relient que deux concepts différents.

Votre propre réponse à votre question est correcte.

Jose Lopez Garcia

Est-ce à dire qu’un gaz peut échanger de la chaleur,

garype

Oui, si en même temps le travail est fait. (Pour les gaz idéaux uniquement. La situation peut être différente pour les gaz réels. Si une transition de phase est possible, alors

hyportnex

@garyp a absolument raison. Mieux encore, n’utilisez pas le mot «chauffer» comme un nom, mais seulement comme un verbe, c’est-à-dire dans le sens de «chauffer» et alors aucune erreur ne sera commise. Et parfois, quand vous le voyez utilisé comme substitut nominal dans votre esprit, le mot « chaleur » est immédiatement remplacé par les mots « énergie interne échangée à cause du gradient de température ».

Jose Lopez Garcia

Merci à vous deux. Excusez mon insistance, mais j’ai une autre question: cela signifie-t-il que (pour un gaz idéal) le travail implique un transfert de chaleur? (en supposant une frontière non adiabatique et un processus « non lent »)

garype

Je suppose que oui. Si la limite peut conduire l’énergie thermique, alors si vous travaillez, l’énergie thermique augmentera, augmentant la température, après quoi le transfert d’énergie thermique en raison du gradient de température (chaleur) est inévitable.


 Arif Burhan

Un changement de pression à une température constante provoque une variation de l’ enthalpie H .

Un changement soudain de pression, comme faire éclater un ballon, provoque une baisse de température, se produire à température constante, le changement doit se produire lentement , comme un pneu qui fuit lentement – la chute minuscule de la température par seconde est équilibrée par une autre chaleur de l’air ambiant qui coule.

Jose Lopez Garcia

Hey @Arif, merci pour votre analogie avec le ballon, a rendu les choses plus simples à visualiser.

 

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