Selon la première loi de la thermodynamique, dans tout processus thermodynamique, la quantité de chaleur Q reçu par un système est égal au travail qu'il fait plus la variation de son énergie interne.
Lorsque la pression est constante, la chaleur échangée par le système avec le milieu extérieur est utilisée pour le travail et pour changer l'énergie interne. Dans de nombreuses situations pratiques, les systèmes sont soumis à la pression atmosphérique, comme dans le cas d'une réaction chimique. La figure ci-dessus montre le diagramme PV de ce type de procédé.
Dans ce cas, dans l'équation de la première loi,
Q=τ+∆U
aucun des termes n'est nul. L'œuvre s'écrit en fonction de la variation de volume volumeV, telle que :
=P.∆V
Pour le cas particulier d'un gaz monoatomique idéal, l'énergie peut s'écrire comme suit :
Par conséquent, nous pouvons écrire la première loi de la thermodynamique en fonction de ΔV :
La chaleur échangée avec le milieu est de (5/2)P.ΔV, et 40 % du total – ce qui correspond à P.ΔV – est utilisé pour effectuer des travaux; et (3/2)P.ΔV, qui correspond à 60% du total, sont utilisés pour modifier l'énergie interne. Ce résultat est valable pour un gaz monoatomique idéal.
La chaleur est liée à la variation de température (en utilisant la loi des gaz parfaits) par :
Ainsi, la chaleur fournie peut être calculée par le changement de température ou par le changement de volume.
Par Domitiano Marques
Diplômé en Physique
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-para-processos-isobaricos.htm