Objectifs d’Apprentissage
- Décrire la première loi de la thermodynamique
les Points Clés
- Selon la première loi de la thermodynamique, la quantité totale d’énergie dans l’univers est constante.
- L’énergie peut être transférée d’un endroit à l’autre ou transformée sous différentes formes, mais elle ne peut pas être créée ou détruite.,
- Les organismes vivants ont évolué pour obtenir de l’énergie de leur environnement sous des formes qu’ils peuvent transférer ou transformer en énergie utilisable pour faire du travail.
Termes
- travailleune mesure de l’énergie dépensée par le déplacement d’un objet, généralement considérée comme la force fois la distance. Aucun travail n’est effectué si l’objet ne bouge pas.
- première loi de thermodynamiqueune version de la loi de conservation de l’énergie, spécialisée pour les systèmes thermodynamiques, qui stipule que l’énergie d’un système isolé est constante et ne peut ni être créée ni détruite.,
la thermodynamique est l’étude de l’énergie thermique et d’autres types d’énergie, tels que le travail, et les différentes façons dont l’énergie est transférée dans les systèmes chimiques. « Thermo – » fait référence à la chaleur, tandis que « dynamique » fait référence au mouvement.
La Première Loi de la Thermodynamique
La première loi de la thermodynamique traite de la quantité totale d’énergie dans l’univers. La loi stipule que cette quantité d’énergie est constante. En d’autres termes, il a toujours été, et sera toujours, exactement la même quantité d’énergie dans l’univers.
l’Énergie existe sous de nombreuses formes différentes., Selon la première loi de la thermodynamique, l’énergie peut être transférée d’un endroit à l’autre ou modifiée entre différentes formes, mais elle ne peut pas être créée ou détruite. Les transferts et les transformations de l’énergie ont lieu autour de nous tout le temps. Par exemple, les ampoules transforment l’énergie électrique en énergie lumineuse, et les poêles à gaz transforment l’énergie chimique du gaz naturel en énergie thermique. Les plantes effectuent l’une des transformations d’énergie les plus biologiquement utiles sur Terre: elles convertissent l’énergie de la lumière du soleil en énergie chimique stockée dans les molécules organiques.,
le système et son environnement
la thermodynamique divise souvent l’univers en deux catégories: le système et son environnement. En chimie, le système fait presque toujours référence à une réaction chimique donnée et au récipient dans lequel elle a lieu. La première loi de la thermodynamique nous dit que l’énergie ne peut ni être créée ni détruite, nous savons donc que l’énergie absorbée dans une réaction chimique endothermique doit avoir été perdue de l’environnement., À l’inverse, dans une réaction exothermique, la chaleur qui est libérée dans la réaction est émise et absorbée par l’environnement. Énoncé mathématiquement, nous avons:
\Delta E=\Delta E_{sys}+\Delta E_{surr}=0
chaleur et travail
Nous savons que les systèmes chimiques peuvent soit absorber la chaleur de leur environnement, si la réaction est endothermique, soit libérer de la chaleur dans leur environnement, si la réaction est exothermique. Cependant, les réactions chimiques sont souvent utilisées pour effectuer le travail au lieu de simplement échanger de la chaleur. Par exemple, lorsque le carburant de la fusée brûle et fait décoller une navette spatiale du sol, la réaction chimique, en propulsant la fusée, fonctionne en appliquant une force sur une distance.,
Si vous avez déjà vu une vidéo d’une navette spatiale décoller, la réaction chimique qui se produit libère également d’énormes quantités de chaleur et de lumière. Une autre forme utile de la première loi de la thermodynamique concerne la chaleur et le travail pour le changement d’énergie du système interne:
\Delta E_{sys}=Q+W
bien que cette formulation soit plus couramment utilisée en physique, elle est toujours importante à connaître pour la chimie.,
