Cours de thermodynamique Chapitre 1

01:41:50
https://www.youtube.com/watch?v=huSVonmQK8M

Résumé

TLDRCe cours de thermodynamique débute par une introduction aux fondamentaux de la thermodynamique, qui allie les concepts de chaleur ('thermos') et de puissance ('dynamis'). C'est la science des échanges et transformations énergétiques dans les systèmes physiques. Le cours a pour premier objectif de clarifier la distinction entre la chaleur et la température, souvent confondus, et d’expliquer l'impact de la chaleur sur la matière. Il aborde aussi les méthodes de mesure de la température et de la chaleur. Ensuite, il s’intéresse aux machines thermiques qui transforment l'énergie thermique en travail mécanique, comme les moteurs thermiques et les réfrigérateurs. Ces dispositifs sont omniprésents et essentiels, par exemple dans les avions ou les centrales nucléaires. Le concept de systèmes en thermodynamique est détaillé, qu’ils soient isolés, fermés ou ouverts, et comment ces systèmes sont influencés par la chaleur. Un focus est également mis sur le comportement des gaz, décrits par leur équation d’état, et les transformations thermodynamiques comme les transformations isothermes, isobares et adiabatiques. Des explications sont données sur l'importance de l'agitation moléculaire pour la compréhension de la température, avec des notions de dilatation thermique des solides et des liquides complétant la formation.

A retenir

  • 🔥 La thermodynamique étudie les échanges de chaleur et de travail dans les systèmes physiques.
  • ⚙️ Les machines thermiques transforment la chaleur en travail mécanique, cruciales dans l'industrie et la vie quotidienne.
  • 🌡️ Chaleur et température sont différentes ; la chaleur dépend de la quantité de matière, alors que la température est une mesure d'énergie cinétique moyenne des particules.
  • 📏 Mesurer la température implique des grandeurs thermométriques, pas directement l'énergie thermique.
  • 🔄 Les systèmes thermodynamiques peuvent être isolés, fermés ou ouverts selon les échanges d'énergie et de matière.
  • 📉 Les transformations thermodynamiques incluent isothermes (température constante), isobares (pression constante) et adiabatiques (pas d'échange de chaleur).
  • 💡 L'équation d'état des gaz parfaits PV=nRT relie pression, volume, température et quantité de matière.
  • 📐 Les coefficients de dilatation (linéaire, surfacique, volumique) décrivent l'expansion des solides avec la température.
  • 🧊 Les points fixes pour mesurer la température incluent la glace fondante et l'eau bouillante, essentiels pour l'étalonnage.
  • 🔬 La compréhension des notions de pression et de température est fondamentale pour les applications pratiques de la thermodynamique.

Chronologie

  • 00:00:00 - 00:05:00

    Introduction à la thermodynamique en tant que science qui décrit les transformations et les échanges d'énergie, notamment entre chaleur et travail, et la relation entre chaleur et température.

  • 00:05:00 - 00:10:00

    Clarification des notions de pression et température, soulignant leur interdépendance et leurs différences. Exemples pratiques pour illustrer la chaleur et la température.

  • 00:10:00 - 00:15:00

    L'importance de la mesure en physique, abordant la manière de mesurer la chaleur et la température et leur impact sur les corps physiques avec des exemples comme la dilatation.

  • 00:15:00 - 00:20:00

    Exposé sur les machines thermiques, expliquant comment elles transforment ou transportent l'énergie et l'importance de leur compréhension.

  • 00:20:00 - 00:25:00

    Exploration des exemples de machines thermiques comme les turbines d'avion, centrales nucléaires, et moteurs de voitures, et des questions de rendement énergétique.

  • 00:25:00 - 00:30:00

    Discussion sur les machines de transfert de chaleur, comme les réfrigérateurs et climatiseurs, et comment elles fonctionnent en transportant la chaleur contre le gradient thermique naturel.

  • 00:30:00 - 00:35:00

    Examen des systèmes physiques et de leur interaction avec l'environnement et la classification des systèmes ouverts, fermés et isolés en thermodynamique.

  • 00:35:00 - 00:40:00

    Variables d'état définissant un système en thermodynamique, leur importance et la différenciation entre variables intensives et extensives.

  • 00:40:00 - 00:45:00

    Analyse des différentielles exactes des variables d'état, illustrée par des exemples pratiques pour expliquer le concept d'état et de chemin suivi.

  • 00:45:00 - 00:50:00

    Définitions et mesures des températures avec des points fixes, leur importance en métrologie et les besoins pour des mesures précises de température.

  • 00:50:00 - 00:55:00

    Présentation du kelvin comme unité de mesure de base pour la température dans le système international et sa relation avec d'autres échelles de température comme Celsius et Fahrenheit.

  • 00:55:00 - 01:00:00

    Discussion approfondie sur la pression dans un fluide et son rôle complémentaire à la température en thermodynamique.

  • 01:00:00 - 01:05:00

    Exploration des transformations thermodynamiques d'un système, leur représentation graphique et l'importance du chemin suivi dans les transformations.

  • 01:05:00 - 01:10:00

    Différenciation entre transformations réversibles et irréversibles en thermodynamique et leur importance dans les calculs de chaleur et de travail.

  • 01:10:00 - 01:15:00

    Exemples concrets illustrant transformation réversible vs irréversible, en impliquant un système de piston sous pression.

  • 01:15:00 - 01:20:00

    Types de transformations thermodynamiques (isotherme, isobare, isochores, adiabatiques) et comment chacune affecte le système.

  • 01:20:00 - 01:25:00

    Présentation détaillée de l'équation d'état d'un gaz parfait et ses applications, montrant sa simplicité et son utilité.

  • 01:25:00 - 01:30:00

    Comparaison entre l'équation d'état des gaz parfaits et de gaz réels (Van der Waals), mettant en évidence les hypothèses derrière chaque modèle.

  • 01:30:00 - 01:35:00

    Propriétés des gaz parfaits dans les mélanges et les lois associées comme la pression partielle et la loi de Dalton pour les calculs thermodynamiques.

  • 01:35:00 - 01:41:50

    Discussion sur les coefficients de dilatation thermique pour les gaz, liquides et solides, et leur importance pour comprendre les changements de volume lié à la température.

Afficher plus

Carte mentale

Mind Map

Questions fréquemment posées

  • Qu'est-ce que la thermodynamique ?

    La thermodynamique est la science qui décrit les transformations et échanges d'énergie dans les systèmes physiques impliquant la chaleur.

  • Quelle est la différence entre chaleur et température ?

    La chaleur est liée à la quantité de matière, tandis que la température ne l'est pas ; un objet peut avoir une haute température mais peu de chaleur.

  • Comment mesure-t-on la température ?

    La température est mesurée indirectement en utilisant des grandeurs physiques appelées grandeurs thermométriques qui dépendant de la température.

  • Qu'est-ce qu'un système en thermodynamique ?

    Un système est une portion de l'univers que l'on étudie, et qui peut être ouvert, fermé ou isolé.

  • Quels sont les types de systèmes thermodynamiques ?

    Les systèmes peuvent être isolés (aucun échange), fermés (échanges d'énergie mais pas de matière), ou ouverts (échanges d'énergie et de matière).

  • Quelle est la relation entre pression et température dans un gaz parfait ?

    Dans un gaz parfait, la pression et la température sont liées par l'équation d'état : PV = nRT.

  • Qu'est-ce qu'une transformation adiabatique ?

    C'est un processus où il n'y a pas d'échange de chaleur entre le système et son environnement.

  • Comment la chaleur influence-t-elle les caractéristiques des corps ?

    La chaleur peut provoquer des dilatations thermiques, en augmentant les dimensions d'un objet à cause de l'agitation moléculaire.

  • Qu'est-ce qu'une machine thermique ?

    C'est un dispositif qui transforme la chaleur en travail mécanique ou inversement.

  • Quels sont les points fixes utilisés pour mesurer la température ?

    Les points fixes couramment utilisés sont la glace fondante et l'eau bouillante à pression atmosphérique.

Voir plus de résumés vidéo

Accédez instantanément à des résumés vidéo gratuits sur YouTube grâce à l'IA !
Sous-titres
fr
Défilement automatique:
  • 00:00:00
    cours de thermodynamique tout d'abord
  • 00:00:03
    quelques mots d'introduction la
  • 00:00:05
    thermodynamique est un mot d'origine
  • 00:00:06
    grecque
  • 00:00:07
    formé de deux mots thermos qui signifie
  • 00:00:11
    chaud c'est la notion de chaleur qui est
  • 00:00:13
    derrière et dynamique aux qui signifie
  • 00:00:15
    puissant c'est la notion de force
  • 00:00:17
    d'action de travail mécanique qui
  • 00:00:20
    verrière et donc la thermodynamique
  • 00:00:21
    étant composé de ces deux mots c'est la
  • 00:00:24
    science et qui va décrire les
  • 00:00:26
    transformations et les échanges
  • 00:00:27
    d'énergie des systèmes physiques qui
  • 00:00:29
    implique de la chaleur tous les échanges
  • 00:00:32
    entre chaleur et travail énergie
  • 00:00:34
    thermique et énergie mécanique mais tout
  • 00:00:37
    ça ça concerne la thermodynamique
  • 00:00:42
    dans ce court de thermodynamique
  • 00:00:44
    cette introduction la thermodynamique
  • 00:00:45
    nous avons plusieurs objectifs
  • 00:00:47
    l'objectif numéro un est de comprendre
  • 00:00:49
    le comportement de la matière sous
  • 00:00:51
    l'effet de la chaleur
  • 00:00:52
    tout d'abord il va falloir préciser les
  • 00:00:55
    notions de pression et de température
  • 00:00:57
    chacun une idée plus ou moins une vague
  • 00:01:00
    de ce que sont ces notions bien nous
  • 00:01:02
    allons les préciser vraiment de manière
  • 00:01:04
    très très très très très précises
  • 00:01:07
    ensuite nous allons clarifier la
  • 00:01:10
    confusion entre chaleur et température
  • 00:01:12
    on confond souvent les deux notions
  • 00:01:14
    elles peuvent être liées mais pas
  • 00:01:16
    forcément par exemple un objet peut être
  • 00:01:18
    à très haute température mais contenir
  • 00:01:20
    peu de chaleur et al'inverse un objet
  • 00:01:23
    peut contenir une énorme quantité de
  • 00:01:24
    chaleur mètres plus tôt à basse
  • 00:01:26
    température
  • 00:01:27
    ce sont deux notions qui sont pas
  • 00:01:29
    forcément liés parce que la notion de
  • 00:01:31
    chaleur il millet est liée à la notion
  • 00:01:33
    de quantité de matière alors que la
  • 00:01:35
    température ne l'est pas je m'explique
  • 00:01:37
    par exemple la température de l'air qui
  • 00:01:39
    est contenue dans un four dans lequel on
  • 00:01:41
    a cuit une pizza 10 le l'air à
  • 00:01:43
    l'intérieur du faux est à 200 degrés
  • 00:01:45
    pourtant quand on rentre la main à
  • 00:01:47
    l'intérieur du four à conditions ne pas
  • 00:01:49
    toucher les parois mais si on touche que
  • 00:01:51
    l'air qui est à l'intérieur du four mais
  • 00:01:54
    on s'en ressent évidemment que le milieu
  • 00:01:56
    est chaud ne se brûle pas pourtant l'air
  • 00:01:59
    et bien dans 200 degrés quand on rentre
  • 00:02:00
    là mais qu'est ce qui est différent
  • 00:02:02
    baisse qui est différent c'est la notion
  • 00:02:03
    de chaleur il y a peu de chaleur parce
  • 00:02:05
    qu'il ya peu de matière le gas est un
  • 00:02:08
    milieu ténue
  • 00:02:09
    il contient peu de chaleur par contre il
  • 00:02:11
    peut être très haute température
  • 00:02:12
    bien sûr il faut pas toucher les bords
  • 00:02:14
    ni le plat en train de cuire parce qu'à
  • 00:02:16
    ce moment là il ya beaucoup de matière
  • 00:02:17
    donc à 200° beaucoup de chaleur aura été
  • 00:02:21
    emmagasinés et on va se brûler lorsqu'on
  • 00:02:23
    va toucher ces objets là donc clarifier
  • 00:02:26
    la conte la confusion entre chaleur et
  • 00:02:28
    température
  • 00:02:29
    ensuite nous nous prêts que nous nous
  • 00:02:32
    intéresserons à la mesure de la chaleur
  • 00:02:34
    et de la température comment mesurer en
  • 00:02:37
    mesures physiques l'aspect mesure est
  • 00:02:38
    extrêmement important bien sûr
  • 00:02:40
    donc on va se poser tout un tas de
  • 00:02:42
    questions sur cette mesure de chaleur et
  • 00:02:43
    température
  • 00:02:44
    et puis quelle est l'influencé de la
  • 00:02:46
    chaleur sur les corps physique
  • 00:02:48
    la chaleur va faire changer les
  • 00:02:49
    caractéristiques des corps physique par
  • 00:02:51
    exemple si on prend un barreau de métal
  • 00:02:54
    une règle en métal et bien si vous
  • 00:02:56
    chauffe cette règle vous savez que le
  • 00:02:58
    set cette règle va avoir tendance à se
  • 00:03:01
    dilater si on la refroidit au contraire
  • 00:03:03
    elle va se contracter très peu mais
  • 00:03:05
    c'est quand même c'est quand même
  • 00:03:06
    important de connaître ses propriétés de
  • 00:03:08
    dilatation des des solides
  • 00:03:11
    donc on va se poser ce genre de question
  • 00:03:13
    donc tout un tas de questions autour de
  • 00:03:15
    la notion de chaleur et latos une notion
  • 00:03:17
    de température ça nous permettra de
  • 00:03:19
    comprendre des phénomènes naturels comme
  • 00:03:23
    la rosée le phénomène de givre pourquoi
  • 00:03:26
    ce ballon à air chaud est il un en
  • 00:03:28
    équilibre en équilibre dans l'air et
  • 00:03:31
    phénomène d'ébullition etc
  • 00:03:33
    et c'est tout un tas de phénomènes
  • 00:03:35
    naturels en particulier objectif numéro
  • 00:03:39
    2
  • 00:03:40
    comprendre les machines thermiques
  • 00:03:41
    qu'est ce que c'est que les machines
  • 00:03:42
    thermiques mais ce sont des dispositifs
  • 00:03:44
    qui ont été inventés par papa par les et
  • 00:03:47
    les ingénieurs et les humains disons
  • 00:03:49
    plus généralement tout le long depuis
  • 00:03:52
    depuis à peu près deux cents âmes ont
  • 00:03:53
    inventé des machines thermiques
  • 00:03:55
    ces machines elles permettent de
  • 00:03:57
    transformer de la chaleur en travail du
  • 00:03:59
    travail en chaleur ou de transporter de
  • 00:04:01
    la chaleur d'un endroit à un autre
  • 00:04:03
    donc en fait ces machines thermiques
  • 00:04:05
    comme celle étiez celle qui est un peu
  • 00:04:07
    dessiné devant les rues maurice tic sur
  • 00:04:09
    le sur la sur la droite du transparent
  • 00:04:11
    ici ce sont des dispositifs qui vont
  • 00:04:13
    permettre d'échanger de l'énergie sous
  • 00:04:16
    forme d'énergie thermique ce qu'on
  • 00:04:18
    appelle la chaleur
  • 00:04:19
    de l'énergie sous forme d'énergie
  • 00:04:21
    mécanique c'est ce qu'on appelle le
  • 00:04:23
    travail ou éventuellement même de la
  • 00:04:25
    matière de la matière peut rentrer dans
  • 00:04:27
    la machine thermique ou sortir de la
  • 00:04:30
    machine thermique et ces échanges se
  • 00:04:31
    feront entre la machine thermique est et
  • 00:04:33
    ce qu'on appelle le milieu extérieur
  • 00:04:35
    c'est à dire en fait tout le reste sauf
  • 00:04:37
    la machine thermique ce qui entoure la
  • 00:04:39
    machine terre et comprendre ces machines
  • 00:04:42
    est vraiment essentiel car en fait des
  • 00:04:45
    machines thermiques on en rencontre
  • 00:04:46
    partout par exemple le turbo réacteurs
  • 00:04:48
    d'un avion est une machine thermique
  • 00:04:51
    il permet cette machine permet ce
  • 00:04:53
    turboréacteurs permet de transformer de
  • 00:04:55
    l'énergie thermique qui est obtenu en
  • 00:04:57
    brûlant du kérosène et transformer cette
  • 00:05:00
    énergie thermique en énergie mécanique
  • 00:05:02
    c'est à dire en pousser et c'est cette
  • 00:05:04
    poussée qui permet à un avion l'avion de
  • 00:05:06
    voler autre exemple de machines
  • 00:05:08
    thermiques une centrale nucléaire une
  • 00:05:10
    centrale nucléaire récupère de l'énergie
  • 00:05:13
    thermique du fait de la de la fission
  • 00:05:16
    des atomes de l'uranium en particulier
  • 00:05:18
    dans son coeur
  • 00:05:18
    c'est là produit de la chaleur et cette
  • 00:05:21
    chaleur on va la transformer en énergie
  • 00:05:22
    mécanique
  • 00:05:23
    il ya même pour une centrale nucléaire
  • 00:05:25
    une étape encore supplémentaires cette
  • 00:05:27
    énergie mécanique doit être transformée
  • 00:05:29
    en électricité des alternateurs cette
  • 00:05:32
    partie là ne concerne pas pour la
  • 00:05:34
    thermodynamique
  • 00:05:34
    mais la transformation entre énergie
  • 00:05:37
    thermique et énergie mécanique oui
  • 00:05:39
    troisième exemple un moteur d'automobile
  • 00:05:42
    un moteur d'automobile transforme de
  • 00:05:44
    l'énergie thermique qui a été qui a été
  • 00:05:46
    créé qui est récupérée en brûlant du
  • 00:05:48
    carburant le transforme en énergie
  • 00:05:50
    mécanique en action mécanique qui va
  • 00:05:53
    permettre qui va permettre
  • 00:05:54
    l'entraînement via la boîte de vitesses
  • 00:05:56
    etc etc
  • 00:05:57
    l'entraînement du véhicule c'est bien de
  • 00:05:59
    l'énergie mitaine tout ça ça s'appelle
  • 00:06:01
    des moteurs thermiques
  • 00:06:02
    tous ces trois ces trois exemples sont
  • 00:06:05
    des moteurs thermiques on transforme de
  • 00:06:07
    la chaleur en travail
  • 00:06:08
    c'est ce qu'on appelle un moteur les
  • 00:06:11
    moteurs thermiques dont la question
  • 00:06:12
    qu'on doit se poser c'est comment
  • 00:06:13
    produire de l'énergie mécanique à partir
  • 00:06:15
    de chaleur quel est le rendement et sait
  • 00:06:17
    il comment ça fonctionne donc on a comme
  • 00:06:20
    ambition dans ce cours ne se donner les
  • 00:06:23
    éléments de thermodynamique de base qui
  • 00:06:25
    vont nous permettre de comprendre ses
  • 00:06:26
    moteurs thermiques
  • 00:06:28
    deuxième type de machines thermiques les
  • 00:06:32
    china transfert de chaleur ou de froid
  • 00:06:34
    vous savez vous savez bien que on peut
  • 00:06:37
    faire transporter de la chaleur de
  • 00:06:40
    l'énergie thermique d'un milieu chaud un
  • 00:06:42
    milieu fois de manière très simple en
  • 00:06:45
    fait il suffit de les mettre en contact
  • 00:06:46
    vous prenez un barreau de métal froid et
  • 00:06:48
    un barreau de métal chaud vous les
  • 00:06:50
    faites vous les mettez en contact mais
  • 00:06:52
    la chaleur l'énergie thermique va aller
  • 00:06:54
    du métal chaud vers le métal froid de
  • 00:06:56
    manière spontanée
  • 00:06:57
    pas besoin de machine pour faire ça par
  • 00:06:59
    contre l' inverse linverse ne se fait
  • 00:07:01
    pas spontanément transporter de la
  • 00:07:04
    chaleur d'un milieu froid vers un milieu
  • 00:07:06
    chaud ça se fait pas spontanément on a
  • 00:07:09
    besoin de machine pour faire ça par
  • 00:07:11
    exemple ça sera le réfrigérateur
  • 00:07:13
    ce n'est rien d'autre le réfrigérateur
  • 00:07:15
    n'est rien d'autre qu'une machine
  • 00:07:16
    thermique ou on va transporter de la
  • 00:07:18
    chaleur depuis l'intérieur du
  • 00:07:20
    réfrigérateur
  • 00:07:21
    c'est à dire un milieu déjà froid vers
  • 00:07:24
    l'extérieur c'est-à-dire un milieu plus
  • 00:07:26
    chaud donc on va prélever de la chaleur
  • 00:07:28
    à l'intérieur pour l'éjecter à
  • 00:07:30
    l'extérieur ça se fait pas naturellement
  • 00:07:32
    on a besoin d'un dispositif on a besoin
  • 00:07:34
    d'une machine pour faire ça un
  • 00:07:36
    climatiseur c'est la même chose
  • 00:07:38
    climatiseurs on va transporter de la
  • 00:07:40
    chaleur de l'énergie thermique d'un
  • 00:07:42
    endroit à un autre
  • 00:07:43
    alors si c'est un simple climatiseurs on
  • 00:07:45
    va donc transporter de l'énergie
  • 00:07:46
    thermique depuis l'intérieur l'intérieur
  • 00:07:50
    de l'appartement ou de la maison vers
  • 00:07:52
    l'extérieur de manière à refroidir
  • 00:07:54
    l'intérieur
  • 00:07:54
    par contre les climatiseurs sont pour la
  • 00:07:57
    plupart maintenant on dit réversible
  • 00:07:59
    c'est à dire en fait on peut transformer
  • 00:08:01
    un peu les on peut changer le sens de
  • 00:08:03
    des changes de la chaleur et faire en
  • 00:08:06
    sorte de d'aller chercher de la chaleur
  • 00:08:09
    à l'extérieur pour l'amener à
  • 00:08:10
    l'intérieur et faire donc un système de
  • 00:08:12
    chauffage basiquement c'est exactement
  • 00:08:15
    la même chose qu'un réfrigérateur c'est
  • 00:08:17
    la même machine on verra que c'est de la
  • 00:08:19
    même machine qui fonctionne sur les
  • 00:08:21
    mêmes cycles qu'un réfrigérateur
  • 00:08:22
    tout dépend en fait où vous êtes vous
  • 00:08:25
    êtes à l'intérieur du réfrigérateur
  • 00:08:26
    vous êtes à l'extérieur de réfrigérateur
  • 00:08:28
    vous vous intéressez aux côtés froid ou
  • 00:08:30
    vous intéresser aux côtés chaud donc et
  • 00:08:33
    ou 3e troisième exemple de ces machines
  • 00:08:35
    un transfert de chaleur les pompes à
  • 00:08:37
    chaleur extrêmement extrêmement à la
  • 00:08:40
    mort de maintenant pour des problèmes de
  • 00:08:42
    rendement énergétique en particulier ses
  • 00:08:44
    pompes à chaleur permettent de
  • 00:08:46
    chauffer l'intérieur des maisons en
  • 00:08:47
    prélevant de la chaleur à l'extérieur
  • 00:08:49
    par exemple dans un des capteurs qui
  • 00:08:52
    sont enterrés comme dans l'exemple sur
  • 00:08:54
    le sur le transparent la rentrée le vent
  • 00:08:56
    de la chaleur et en l'emmenant
  • 00:08:57
    l'intérieur de la maison
  • 00:08:59
    ça se fait pas de manière naturelle
  • 00:09:01
    parce qu'à l'extérieur il fait plus
  • 00:09:03
    froid qu'à l'intérieur donc la chaleur
  • 00:09:05
    elle n'ira pas tout seul il va falloir
  • 00:09:06
    il va falloir qu'on entre guillemets
  • 00:09:09
    qu'on l'aide à faire sa ba à l'aide
  • 00:09:11
    d'une machine thermique
  • 00:09:12
    cette machine thermique s'appelle la
  • 00:09:13
    pompe à chaleur donc que ce soit des
  • 00:09:15
    moteurs ou des machines à transfert de
  • 00:09:17
    chaleur ou de froid
  • 00:09:18
    tout ça doit pouvoir être expliqué avec
  • 00:09:21
    la thermodynamique que les deux mois et
  • 00:09:23
    demi de thermodynamique qui nous
  • 00:09:24
    attendent dans ce court on va attaquer
  • 00:09:31
    par le premier chapitre dans le premier
  • 00:09:32
    chapitre
  • 00:09:33
    je vais revenir sur des notions
  • 00:09:34
    fondamentales qui vont nous servir après
  • 00:09:37
    a abondamment mais il est très important
  • 00:09:39
    de fixer de suite les idées sur sur tous
  • 00:09:43
    ces systèmes et et ces notions là pour
  • 00:09:45
    que pour que chacun parte sur des bases
  • 00:09:47
    sur des bases sur des bases saines
  • 00:09:55
    commençons par la notion de système
  • 00:09:57
    physique
  • 00:09:59
    le système physx et la partie de
  • 00:10:01
    l'univers que l'on étudie en fait on va
  • 00:10:04
    séparer l'univers en deux d'un côté le
  • 00:10:06
    système physique que l'on étudie et de
  • 00:10:08
    leur est le reste de l'univers tout le
  • 00:10:11
    reste est appelée l'environnement où le
  • 00:10:12
    milieu extérieur par exemple le système
  • 00:10:15
    ça peut être l'eau d'un lac
  • 00:10:17
    si on étudie les interactions entre sur
  • 00:10:20
    la ce lac et son environnement
  • 00:10:21
    l'évaporation des échanges de chaleur
  • 00:10:24
    les échanges de matières etc
  • 00:10:25
    on peut définir comme système l'eau d'un
  • 00:10:28
    lac où le gars s'enfermer dans une
  • 00:10:30
    enceinte
  • 00:10:31
    si je considère une enceinte fermée par
  • 00:10:33
    exemple une cocotte-minute avec du gaz
  • 00:10:35
    enfermé dedans je peux définir mon
  • 00:10:37
    système comme étant le gaz qui est
  • 00:10:39
    enfermé dans la recette
  • 00:10:40
    voilà pour le système c'est une
  • 00:10:42
    évidemment c'est une frontière qui peut
  • 00:10:44
    être fictive qui peut être virtuel n'est
  • 00:10:46
    pas forcément physiques elle peut l'être
  • 00:10:48
    mais elle n'est pas forcément pas
  • 00:10:50
    forcément physiques dont la frontière
  • 00:10:52
    entre le système et le reste de
  • 00:10:54
    l'univers au milieu extérieur
  • 00:10:55
    mais pas forcément physiques pourquoi on
  • 00:10:59
    va faire ça mais parce qu on fait ça on
  • 00:11:01
    sait par le système de son environnement
  • 00:11:03
    c'est une séparation qui souvent
  • 00:11:05
    arbitraire mais qui va servir à faire
  • 00:11:07
    des bilans
  • 00:11:08
    en fait on va est envisagé ce qui va
  • 00:11:11
    rentrer et ce qui va sortir du système
  • 00:11:13
    en termes de matières par exemple de
  • 00:11:16
    l'euro qui rentre de la vapeur d'eau qui
  • 00:11:18
    seront j'en sais rien tout un tas de
  • 00:11:20
    choses qui peuvent se passer
  • 00:11:21
    et en termes d'énergie de la chaleur ou
  • 00:11:24
    de l'énergie mécanique va rentrer ou
  • 00:11:26
    sortir du système
  • 00:11:28
    par exemple si on considère un piston
  • 00:11:32
    qui est utilisé pour comprimer en grâce
  • 00:11:35
    on peut définir comme système le gaz qui
  • 00:11:38
    est à l'intérieur du piston à ce moment
  • 00:11:40
    là le milieu extérieur est composé de
  • 00:11:42
    tout le reste
  • 00:11:43
    le piston mais aussi l'opérateur le
  • 00:11:45
    bonhomme qui va qui va appuyer sur ce
  • 00:11:47
    piston pour le comprimé éventuellement
  • 00:11:49
    le laboratoire l'atmosphère tout ce qui
  • 00:11:52
    est à l'extérieur est appelé le milieu
  • 00:11:54
    extérieur et on fera des bilans de ce
  • 00:11:56
    qui va rentrer dans le gas et de ce qui
  • 00:11:57
    va sortir du gas alors donc quelque
  • 00:12:01
    chose de très important maintenant qui
  • 00:12:03
    est bien bien dans le cadre est là pour
  • 00:12:04
    le mettre bien en évidence par
  • 00:12:06
    convention
  • 00:12:07
    donc tout le cours de thermodynamique
  • 00:12:09
    jusqu'à jusqu'à la fin du cours de
  • 00:12:11
    thermodynamique c'est à dire pendant
  • 00:12:12
    plusieurs mois
  • 00:12:13
    on va prendre une convention et on
  • 00:12:15
    lâchera pas mais cette convention il
  • 00:12:17
    faut la retenir
  • 00:12:18
    l'énergie qui va être reçue par le
  • 00:12:21
    système sera contée positivement
  • 00:12:23
    l'énergie qui est cédée par le système
  • 00:12:26
    dont qui est donnée par le système au
  • 00:12:28
    milieu extérieur sera contée
  • 00:12:30
    négativement
  • 00:12:31
    je parle d'énergie échanges et bien sûr
  • 00:12:33
    on a des échanges d'énergie entre le
  • 00:12:35
    milieu extérieur et le système ce qui
  • 00:12:38
    rentre dans le système est compté
  • 00:12:39
    positif ce qui sort du système est perdu
  • 00:12:42
    par le système et se raconter négatif
  • 00:12:45
    par exemple si j'écris qu est égal à
  • 00:12:48
    moins de 200 joules q7 une chaleur on
  • 00:12:51
    utilisera la la lettre q pour tout les
  • 00:12:54
    chaleurs combat qu'on va écrire est
  • 00:12:56
    d'ailleurs la lettre w pour tous les
  • 00:12:58
    travaux l'énergie mécanique le travail
  • 00:13:01
    tous les travaux qu'on va écrire et donc
  • 00:13:03
    si j'écris qu égal moins de saint jude
  • 00:13:05
    ça veut dire que mon système a perdu
  • 00:13:08
    puisque c'est négatif
  • 00:13:09
    a perdu une énergie sous forme de
  • 00:13:11
    chaleur de 200 jours les systèmes on
  • 00:13:19
    peut les catégoriser dans plusieurs
  • 00:13:21
    catégories peut être isolé fermé ou
  • 00:13:24
    ouvert le tableau permet de comprendre
  • 00:13:27
    le petit tableau qui a ici permet de
  • 00:13:29
    comprendre de quelles sont les
  • 00:13:31
    caractéristiques de ces trois types de
  • 00:13:33
    système un système isolé n'échange pas
  • 00:13:36
    de matière et n'échange pas d'énergie
  • 00:13:38
    avec l'extérieur c'est bien c'est bien
  • 00:13:40
    ce que ça dit isolé rien de rentrer
  • 00:13:43
    rien ne sort en termes de matières et en
  • 00:13:45
    termes d'énergie il peut évoluer mais il
  • 00:13:47
    est voulu tout seul dans son coin il
  • 00:13:49
    n'interdit pas avec l'extérieur un
  • 00:13:52
    système fermé un système sera dit fermé
  • 00:13:55
    s'il peut échanger de l'énergie mais pas
  • 00:13:58
    de matières donc un système fermé
  • 00:14:01
    échange de l'énergie mais pas de matière
  • 00:14:03
    et pour finir un système ouvert va
  • 00:14:07
    échanger à la fois de la matière et de
  • 00:14:09
    l'énergie donc pourra échanger de des
  • 00:14:13
    deux types matière et énergie la
  • 00:14:15
    thermodynamique des systèmes isolé
  • 00:14:16
    relativement simple la thermodynamique
  • 00:14:18
    et des systèmes fermés et un peu plus
  • 00:14:21
    compliqué bien sûr car ya à la fois
  • 00:14:23
    échanges de matières et échanges
  • 00:14:24
    d'énergie ça complexifie la
  • 00:14:26
    thermodynamique
  • 00:14:27
    on fera pas beaucoup de systèmes ouverts
  • 00:14:29
    on fera juste une petite initiation sur
  • 00:14:31
    les systèmes ouverts et voilà ça vous
  • 00:14:33
    suffira pas ce que ça peut devenir très
  • 00:14:35
    très compliqué assez assez rapidement
  • 00:14:37
    par exemple une bouteille hermétique
  • 00:14:41
    remplie d'eau est un système fermé à une
  • 00:14:43
    bouteille en verre disons qu'avec un
  • 00:14:45
    bouchon mme que l'on peut que l'on peut
  • 00:14:47
    mettre par-dessus rempli d'eau c'est un
  • 00:14:49
    système fermé
  • 00:14:50
    étant donné qu'elle est hermétique elle
  • 00:14:52
    ne va pas échanger de matière avec
  • 00:14:53
    l'extérieur
  • 00:14:54
    mais par contre elle peut échanger de
  • 00:14:56
    l'énergie si vous prenez cette bouteille
  • 00:14:58
    que vous la mettez au réfrigérateur
  • 00:15:00
    d'ici une heure ou deux mails l'eau à
  • 00:15:02
    l'intérieur de la bouteille sera
  • 00:15:03
    descendu à la température du
  • 00:15:04
    réfrigérateur donc elle a bien échangé
  • 00:15:06
    de l'énergie avec le réfrigérateur
  • 00:15:08
    donc l échange y aura un échange
  • 00:15:09
    d'énergie mais pas des changes de
  • 00:15:11
    matières un calorimètre est un système
  • 00:15:14
    isolé
  • 00:15:14
    justement peut-être vous avez déjà fait
  • 00:15:16
    des expériences avec lequel remettre
  • 00:15:18
    mais de toute façon vous allez là me
  • 00:15:19
    faire en tp
  • 00:15:20
    il ya plusieurs tp sur lequel il ya des
  • 00:15:23
    des calories m à utiliser donc un
  • 00:15:25
    calorimètre c'est un système isolé ou
  • 00:15:28
    lien aucun échange ni de matières ni
  • 00:15:30
    d'énergie dont conditions on se
  • 00:15:32
    débrouille pour l'isoler au maximum
  • 00:15:33
    par exemple en mettant en mettant du
  • 00:15:36
    polystyrène tout autour pour pas qu'il y
  • 00:15:37
    ait des échanges de chaleur et en
  • 00:15:39
    faisant en sorte qu'il soit complètement
  • 00:15:41
    fermés pour pâques et des charges de
  • 00:15:42
    matière et donc un calorimètre c'est un
  • 00:15:44
    dispositif qui va nous servir comme
  • 00:15:46
    comme système isolé
  • 00:15:47
    l'eau du lac dont je parlais
  • 00:15:49
    précédemment c'est un système ouvert le
  • 00:15:52
    lac éventuellement se déverse au travers
  • 00:15:54
    d'un barrage dans la vallée et lui même
  • 00:15:57
    il est alimenté par des ruisseaux
  • 00:15:59
    donc il ya de l'énergie a donné de la
  • 00:16:01
    matière qui rentre et de la matière qui
  • 00:16:03
    sort du lac et il ya 2,6 de l'énergie et
  • 00:16:05
    changer ce lac est chauffé par le soleil
  • 00:16:08
    il va par l'évaporation il va aussi
  • 00:16:10
    participer à des échanges d'énergie donc
  • 00:16:13
    le lac et charge de l'énergie échange de
  • 00:16:16
    la matière avec le milieu extérieur
  • 00:16:18
    c'est ce qu'on appelle un système un
  • 00:16:19
    système ouvert ce qu'il faut bien qu'on
  • 00:16:27
    on sait qu'un physique un système est
  • 00:16:29
    décrit par des variables
  • 00:16:31
    si je veux décrivent un système l'état
  • 00:16:33
    d'un système il faut que je donne un
  • 00:16:35
    certain nombre de variables
  • 00:16:37
    ce sont des grandeurs physiques ces
  • 00:16:39
    variables qu'on appelle les variables
  • 00:16:40
    d'état ce sont des grandeurs physiques
  • 00:16:42
    qui sont donc nécessaires à la
  • 00:16:44
    connaissance de l'état d'un système
  • 00:16:45
    physique alors précisons les choses dans
  • 00:16:49
    notre cas dans la thermodynamique le
  • 00:16:50
    système physique qu'on va étudier ce
  • 00:16:52
    sera très souvent un gaz homogène on va
  • 00:16:55
    très souvent s'intéresser à ce que va
  • 00:16:57
    devenir un gaz quand on voit le
  • 00:17:00
    compresser augmenter sa température lui
  • 00:17:03
    faire échanger du travail les faire
  • 00:17:04
    échanger de la chaleur etc
  • 00:17:05
    et c'est tout un tas de choses on va lui
  • 00:17:07
    faire tout un tas de misère est donc
  • 00:17:09
    très souvent le système physique sera un
  • 00:17:11
    gaz sera sera du gaz et par conséquent
  • 00:17:14
    pour les gaz on a en fait 4 besoin de
  • 00:17:17
    quatre variables d'état pour décrire
  • 00:17:19
    complètement en gas la pression de ce
  • 00:17:22
    gars là température de ce gaz son volume
  • 00:17:25
    ou la quantité de matière et la quantité
  • 00:17:29
    de matière par dont quatre variables 1,4
  • 00:17:32
    variable d'état pour ce système
  • 00:17:34
    si je vous donne une pression une
  • 00:17:35
    température un volume et que je vous dis
  • 00:17:38
    la quantité de matière qui a là dedans
  • 00:17:39
    mais il ya plus de choix
  • 00:17:41
    vous connaissez ce système là ce gaz là
  • 00:17:44
    vous le connaissez de manière infiniment
  • 00:17:46
    précise vous pouvez tout le décrire ça
  • 00:17:48
    suffit d'avoir quatre variables il
  • 00:17:50
    suffit d'avoir quatre c4 variable pour
  • 00:17:52
    décrire le système physique gaz homogène
  • 00:17:55
    parmi ces quatre variables deux sont
  • 00:17:58
    simples le volume qui va s'exprimer un
  • 00:18:01
    mètre cube on va pas y revenir dessus et
  • 00:18:03
    la quantité de matière la quantité de
  • 00:18:05
    matière qui s'exprime en vol ou en kg on
  • 00:18:09
    peut passer de l'un à l'autre facilement
  • 00:18:10
    sachant que le nombre de vols c'est la
  • 00:18:13
    masse que davis la masse molaire donc
  • 00:18:16
    les malls est plutôt une unité entre
  • 00:18:18
    guillemets pour la chimie les kg c'est
  • 00:18:21
    plutôt une unité physique mais en
  • 00:18:23
    physique on passe de l'une à l'autre
  • 00:18:24
    facilement on peut utiliser vous aurez
  • 00:18:27
    des exercices de t d qui seront de
  • 00:18:29
    travaux dirigés qui seront exprimés ou
  • 00:18:31
    les grandes aires sont exprimés en maul
  • 00:18:33
    et d'autres oubliées grandeur seront
  • 00:18:34
    exprimé en kg il faut savoir jongler de
  • 00:18:37
    l'un à l'autre
  • 00:18:38
    c'est exactement la même chose ainsi on
  • 00:18:40
    donne
  • 00:18:40
    quantité de matière à meaux loue en kg
  • 00:18:42
    on peut passer de l'une à l'autre de
  • 00:18:44
    l'une à l'autre facilement
  • 00:18:47
    bien sûr les deux autres pressions et
  • 00:18:49
    températures je l'aimé un peu de côté on
  • 00:18:52
    va y revenir dessus
  • 00:18:53
    dans ce paragraphe et on va devoir un
  • 00:18:56
    peu définir de manière un peu plus
  • 00:18:58
    précise ce que son pression et
  • 00:19:00
    température d'ailleurs surtout la
  • 00:19:01
    température mais restons pour l'instant
  • 00:19:06
    dans les généralités
  • 00:19:07
    on va distinguer deux types de variables
  • 00:19:10
    thermodynamique les variables intensive
  • 00:19:13
    et les variables extensive alors
  • 00:19:16
    j'explique un peu ce que sont les
  • 00:19:18
    variables intensive les variables est
  • 00:19:19
    extensive imaginons qu'on a un système s
  • 00:19:22
    est à l'intérieur de ce système il ya un
  • 00:19:26
    petit souci ce thème exprime s c'est par
  • 00:19:30
    exemple tout le gaz qui est contenu dans
  • 00:19:32
    l'enceinte et s prime c'est tout le gaz
  • 00:19:35
    qui est contenue dans un petit volume à
  • 00:19:37
    l'intérieur de l'enceinte assène
  • 00:19:39
    sous-ensembles c'est un sous-système les
  • 00:19:42
    variables intensive ne dépendent pas de
  • 00:19:46
    l'étendue du système
  • 00:19:47
    elles seront donc les mêmes pour s et
  • 00:19:50
    esprit comme variable intensive
  • 00:19:53
    il y en a deux qui sont très importantes
  • 00:19:55
    pour nous la température et la pression
  • 00:19:57
    ce sont des variables qui sont dites
  • 00:19:59
    intensive elles ne dépendent pas de là
  • 00:20:02
    où je vais les chercher dans le système
  • 00:20:04
    dans le système ou dans le sous système
  • 00:20:05
    ou n'importe où dans le système il faut
  • 00:20:07
    que ça c'est variable soit sont toujours
  • 00:20:09
    les mêmes a contrario les variables
  • 00:20:13
    extensive dépendent de linthal étendue
  • 00:20:16
    du système elles sont différentes pour
  • 00:20:18
    le système s et le sous système et ce
  • 00:20:21
    prime
  • 00:20:22
    c'est par exemple le volume le nombre de
  • 00:20:24
    vols etc
  • 00:20:25
    si vous avez un sous-système il n'a pas
  • 00:20:28
    le même volume que le système complet il
  • 00:20:30
    a voulu me plais petit le nombre de mol
  • 00:20:32
    qui à l'intérieur deux esprits mais plus
  • 00:20:34
    petit que le nombre de vols qui a dans
  • 00:20:36
    l'intérieur de hesse donc en fait c'est
  • 00:20:38
    variable extensive dépendent de
  • 00:20:41
    l'étendue du système donc retenons deux
  • 00:20:45
    types de variables d'état les variables
  • 00:20:47
    intensive les extensive de nos quatre
  • 00:20:51
    variables d'état il y en a deux qui sont
  • 00:20:53
    intensives
  • 00:20:54
    températures et pressions et 2 qui sont
  • 00:20:57
    extensive
  • 00:20:58
    le volume et le nombre de morts un
  • 00:21:01
    covenant je reviens pour finir sur la
  • 00:21:03
    sur cette notion de variables intensive
  • 00:21:05
    on peut comprendre facilement pourquoi
  • 00:21:07
    températures et pressions sont des
  • 00:21:08
    intentions imaginons que la température
  • 00:21:10
    du sous-système esprits mais ça soit 500
  • 00:21:13
    degrés celsius et du système s 200
  • 00:21:16
    degrés celsius mais ça c'est un système
  • 00:21:18
    qui n'est pas ce truc là n'est pas à
  • 00:21:20
    léquilibre la chaleur va passer du
  • 00:21:23
    sous-système vers le système et tout va
  • 00:21:24
    s'homogénéiser la température elle ne
  • 00:21:26
    peut pas être déséquilibré la pression
  • 00:21:28
    non plus vous pouvez pas avoir le sous
  • 00:21:30
    système est ce qui est à une pression
  • 00:21:32
    supérieure à la pression du système le
  • 00:21:36
    sous-système exprime qui est à une
  • 00:21:38
    pression supérieure à celle du système s
  • 00:21:41
    elles vons égaliser à un moment ou un
  • 00:21:43
    autre tout ça se réalisera
  • 00:21:45
    et donc ces variables intensive elles
  • 00:21:47
    sont à l' équilibre
  • 00:21:48
    elles sont partout les mêmes autre
  • 00:21:55
    notion à partir des problèmes pour les
  • 00:21:57
    variables d'état
  • 00:21:59
    les variables d'état ont des
  • 00:22:01
    différentiels total exact alors je vais
  • 00:22:04
    tenter d'expliquer ce que sont les
  • 00:22:06
    différentiels total exact et bien sûr
  • 00:22:09
    donc pas a contrario ce qui n'est pas
  • 00:22:12
    une différentiel total exact
  • 00:22:14
    alors prenons l'exemple pour comprendre
  • 00:22:16
    par exemple imaginons que la température
  • 00:22:19
    d'un système est évolué entre 1 et à 1
  • 00:22:21
    et 1 est à 2 c'est à dire la température
  • 00:22:24
    elle va passer de t1 et t2 au système
  • 00:22:27
    évolué je lui ai fait un des misères jeu
  • 00:22:29
    les comprimés je lui fais des choses et
  • 00:22:31
    sa température pour l'instant les autres
  • 00:22:34
    variables on s'en fiche on se concentre
  • 00:22:36
    sur la température la température passe
  • 00:22:38
    de t1 et t2 exprimons la variation
  • 00:22:42
    totale de température la variation
  • 00:22:45
    totale de température c'est la somme de
  • 00:22:48
    toutes les petites variations de
  • 00:22:49
    température entre l'état et l'état 2 je
  • 00:22:52
    pars de l'état 1 par exemple disons que
  • 00:22:55
    mon système passe de 10 degrés celsius à
  • 00:22:57
    50 degrés celsius
  • 00:22:58
    donc je commence à 10 degrés celsius et
  • 00:23:01
    puis je vais aller à 10
  • 00:23:03
    le un puis deux puis 10,3 etc etc
  • 00:23:06
    j'aurais tout un tas de petites
  • 00:23:08
    variations et jusqu'à arriver à mes
  • 00:23:11
    cinquante t2 mais 50 degrés celsius
  • 00:23:13
    finale mais la variation totale de la
  • 00:23:17
    température c'est la somme de toutes ces
  • 00:23:19
    petites variations entre l'état et
  • 00:23:20
    l'état 2 comment on écrit une somme
  • 00:23:23
    mathématiquement mais on l'écrit comme
  • 00:23:25
    sur le transparent ici sous forme d'une
  • 00:23:27
    intégrale donc la variation de
  • 00:23:29
    température entre l'état et l'état 2
  • 00:23:31
    c'est l'intégrale de m à 2 2 dt et bien
  • 00:23:37
    ça c'est tout simplement ce la variation
  • 00:23:40
    totale de température or le système part
  • 00:23:42
    de tes un brouhaha liberté ii dont la
  • 00:23:44
    variation totale de température c'était
  • 00:23:46
    2 - tm point barre c'est très simple on
  • 00:23:49
    a donc en fait le delta t la variation
  • 00:23:51
    totale de température qui était à moins
  • 00:23:53
    d 2 et bien si j'ai le droit d'écrire ça
  • 00:23:56
    c'est que tu es et tu as une
  • 00:23:58
    différentiel total exact c'est
  • 00:24:00
    exactement 5 différentiel total exact
  • 00:24:02
    la variation totale de température ne
  • 00:24:05
    dépend pas du chemin suivi mais
  • 00:24:07
    seulement de la température initial et
  • 00:24:09
    final je peux par exemple partir de 10
  • 00:24:12
    degrés monter à 200 degrés puis
  • 00:24:14
    redescendre à moins de 300 degrés
  • 00:24:15
    celsius remontée et s'est pourvu que je
  • 00:24:18
    revienne à la fait à 50
  • 00:24:20
    j'ai la même variation que si je vais
  • 00:24:23
    directement de 10 à 50
  • 00:24:25
    donc la variation de température ne
  • 00:24:28
    dépend pas du chemin suivi mais
  • 00:24:29
    seulement de la température initiale et
  • 00:24:32
    finale et dans ces conditions là la
  • 00:24:35
    température n'est pas le seul le la
  • 00:24:37
    pression également celles à cela toutes
  • 00:24:39
    les les variables d'état ont des
  • 00:24:40
    différentiels total exact
  • 00:24:42
    à ce moment-là d'été et appelé la
  • 00:24:44
    différentiel total exact de thé la
  • 00:24:47
    température alors j'ai essayé de prendre
  • 00:24:52
    ici un petit un petit exemple pour vous
  • 00:24:55
    montrer la différence entre une variable
  • 00:24:56
    d'état une variable qui n'est pas une
  • 00:24:58
    variable d'état dont imaginons que vous
  • 00:25:01
    fassiez du trek en montagne vous voulez
  • 00:25:03
    partir de l'état en bas dans la vallée
  • 00:25:05
    pour arriver au sommet d'un pic dans
  • 00:25:09
    l'état 2 à l'altitude ou partez de
  • 00:25:11
    l'altitude
  • 00:25:12
    h&m vous arriver à l'altitude h 2
  • 00:25:15
    et vous allez faire ça selon deux
  • 00:25:16
    semaines le premier chemin était le
  • 00:25:18
    chemin de balades vous commencé à monter
  • 00:25:20
    en crète puis ça redescend puis ça
  • 00:25:21
    remonte puis ça redescend puis
  • 00:25:23
    finalement le dernier raidillon fini
  • 00:25:25
    d'arrivée chemins de balade deuxième
  • 00:25:28
    chemin c'est un chemin escalade
  • 00:25:29
    vous allez au pied de la falaise qui est
  • 00:25:31
    juste au pied du pic et vous grimpez un
  • 00:25:34
    escalade jusqu'à jusqu'à l'état 2 vous
  • 00:25:37
    avez donc deux chemins comprenez bien
  • 00:25:39
    que vous partez d'un état et vous
  • 00:25:41
    arrivez à l'autre et à vous partez de
  • 00:25:43
    l'état 1
  • 00:25:44
    vous arrivez à l'état 2 dans tous les
  • 00:25:46
    cas vous partez du même état et vous
  • 00:25:48
    arrivez au même état vous partez de
  • 00:25:50
    l'état aime vous arrivez à l'état 2 mais
  • 00:25:52
    vous passez pas par le même chemin
  • 00:25:54
    regardons deux variables d'abord la
  • 00:25:57
    variable h l'altitude et bien l'altitude
  • 00:26:00
    est une variable d'état parce que
  • 00:26:03
    l'altitude la différence d'altitude peut
  • 00:26:05
    se calculer comme étant l'intégrale de 1
  • 00:26:07
    à 2 de dh
  • 00:26:08
    c'est tout simplement h 2 - achat si
  • 00:26:11
    vous partez de la vallée à 1000 mètres
  • 00:26:13
    altitude pour arriver au sommet à 3000 m
  • 00:26:16
    d'altitude vous avait grimpé 2000 mètres
  • 00:26:18
    d'altitude
  • 00:26:19
    cette intégrale ne dépend pas du chemin
  • 00:26:21
    suivi le type qui s'est baladé en crète
  • 00:26:23
    et celui qui a fait une escalade
  • 00:26:24
    ils ont fait la même différence
  • 00:26:26
    d'altitude donc l'altitude est ce qu'on
  • 00:26:28
    appelle une variable d'état par contre
  • 00:26:31
    la distance parcourue n'est pas une
  • 00:26:33
    variable d'état la distance qui est
  • 00:26:35
    intégrale de pain à de tels cas elle je
  • 00:26:38
    vais y revenir de delta elle met cnc la
  • 00:26:42
    longueur c'est la longueur la distance
  • 00:26:44
    parcourue sur le chemin mais le cheminot
  • 00:26:46
    n'a pas la même longueur que le chemin
  • 00:26:48
    de l vous pouvez vous balader vous
  • 00:26:50
    pouvez vous balader pendant la montée
  • 00:26:54
    vous allez parcourir une distance plus
  • 00:26:56
    grande que si vous faites sur le chemin
  • 00:26:58
    gras que si vous faites sur le chemin de
  • 00:27:00
    et comme c'est pas donc la longueur faut
  • 00:27:03
    bien comprendre que la distance
  • 00:27:04
    parcourue je peux pas dire grand l égal
  • 00:27:06
    elles deux mois c'est long ça n'existe
  • 00:27:08
    pas ça donc devant elle dépend du chemin
  • 00:27:11
    la distance parcourue dépend du chemin
  • 00:27:13
    du chemin suivi donc elle n'est pas une
  • 00:27:16
    variable d'état pour distinguer les
  • 00:27:19
    variables d'état des variables qui sont
  • 00:27:21
    pas des variables d'état au lieu
  • 00:27:22
    d'écrire des comores l'altitude dh et b
  • 00:27:27
    pour la longueur on va écrire
  • 00:27:29
    delta l on va écrire la lettre grecque
  • 00:27:32
    delta qui va ce qui est simplement là
  • 00:27:34
    pour signaler que l n'étant pas une
  • 00:27:37
    variable d'état ce n'est pas une
  • 00:27:40
    différence yens total exact et donc on
  • 00:27:42
    il faut calculer l'intégrale on peut pas
  • 00:27:44
    faire finalement initiale de manière
  • 00:27:48
    simple comme pour l'altitude il va
  • 00:27:50
    falloir qu'on calcule l'intégrale en
  • 00:27:52
    calculant tous les petits chemins selon
  • 00:27:54
    le trajet en août où les petits chemins
  • 00:27:56
    sous l'auto le trajet b et on s'attend à
  • 00:27:58
    trouver des choses qui sont différentes
  • 00:28:00
    et des valeurs qui sont différentes dans
  • 00:28:02
    les dents les dans les deux cas donc
  • 00:28:05
    voilà c'est un petit petit exemple qui
  • 00:28:08
    vous permet de saisir peut-être ce
  • 00:28:10
    qu'est une variable d'état et ce qui
  • 00:28:12
    n'est pas une variable d'état revenons
  • 00:28:18
    sur
  • 00:28:19
    p ratures parce que c'est très important
  • 00:28:20
    cette notion de température est très
  • 00:28:22
    importante donc métrologie des
  • 00:28:24
    températures la métrologie c'est la
  • 00:28:26
    science de la mesure
  • 00:28:27
    donc je vais essayer de vous donner
  • 00:28:28
    quelques éléments pour vous montrer
  • 00:28:30
    comment on peut commander fini la
  • 00:28:32
    température les différentes échelles de
  • 00:28:34
    température et comment on peut mesurer
  • 00:28:36
    c'est température donc tout d'abord une
  • 00:28:39
    définition la définition c'est le point
  • 00:28:43
    fixe de température qu'est ce que je
  • 00:28:45
    vais appeler un point fixe vous allez
  • 00:28:46
    m'entendre parler de point fixe à tout
  • 00:28:48
    bout de champ un point fixe c'est un
  • 00:28:50
    système dont la température est fixé et
  • 00:28:53
    reproductible à cet indice positif
  • 00:28:55
    système c'est quelque chose matérielle
  • 00:28:58
    ou je sais quelle est la température à
  • 00:29:00
    l'intérieur un peu comme un étalon
  • 00:29:02
    si vous voulez un certain c'est un objet
  • 00:29:04
    qui fixe qui permet d'avoir une
  • 00:29:06
    température fixé et qui va nous
  • 00:29:08
    permettre donc de calculer des
  • 00:29:10
    températures des talons et des capteurs
  • 00:29:11
    etc etc
  • 00:29:12
    un point fixe ces normes un système dont
  • 00:29:14
    la température est reproductible
  • 00:29:16
    en fait il ya deux exemples qui sont
  • 00:29:18
    bien connues de points fixes et qui sont
  • 00:29:20
    basés sur le changement de phase de
  • 00:29:22
    l'eau ces deux ces deux exemples ces
  • 00:29:25
    deux exemples bien connu deux points
  • 00:29:27
    fixes
  • 00:29:27
    je les appelais et fun et f2f c'est le
  • 00:29:31
    mélange de liquide et de glace à l'
  • 00:29:33
    équilibre thermique vous prenez un grand
  • 00:29:36
    récipient vous y mettez de la flotte
  • 00:29:37
    liquides à l'intérieur
  • 00:29:39
    et vous mettez des pains de glace au
  • 00:29:41
    départ
  • 00:29:42
    la glace est plus froid de colo liquide
  • 00:29:44
    mais dota sa masse homogène et ise et
  • 00:29:47
    temps qui reste
  • 00:29:48
    la température va se fixer à une valeur
  • 00:29:51
    et temps qui reste de la glace la
  • 00:29:53
    température va rester fixés à cette
  • 00:29:55
    valeur c'est un point fixe
  • 00:29:57
    il n'est pas d'une qualité
  • 00:29:58
    exceptionnelle parce que parce que ça
  • 00:30:01
    dépend un peu il peut dépendre un peu de
  • 00:30:03
    ce qu'il ya dans le lot vous savez que
  • 00:30:05
    l'eau n'est jamais pur vraiment pur il
  • 00:30:07
    peut y avoir un peu de co2 il peut avoir
  • 00:30:08
    des choses mélanger d'aidé si vous
  • 00:30:11
    prenez de l'eau du robinet des
  • 00:30:12
    désinfectants pour pour la rando
  • 00:30:14
    comestibles potable etc etc qui vont qui
  • 00:30:17
    vont faire que c'est pas tout à fait la
  • 00:30:19
    même
  • 00:30:19
    mais coupons un coupon sur ces débats on
  • 00:30:22
    va supposer que cet homme ce sont des
  • 00:30:24
    points fixes qui permettent d'avoir des
  • 00:30:26
    températures fixé est stable
  • 00:30:28
    intéressante pour nous en métrologie
  • 00:30:31
    le point fxf 2f 2c l'eau en ébullition à
  • 00:30:35
    pression atmosphérique
  • 00:30:36
    vous avez remarqué que si vous faites
  • 00:30:39
    donc cuire des pâtes sur votre sur votre
  • 00:30:42
    région vous allez mettre de l'eau dans
  • 00:30:44
    une casserole vous allez mettre le
  • 00:30:47
    allumé le réchaud la température va
  • 00:30:49
    augmenter ou un certain temps des
  • 00:30:51
    petites bulles de gaz vont apparaître
  • 00:30:53
    dans la casserole
  • 00:30:54
    ces bulles de gaz vont devenir de plus
  • 00:30:56
    en plus grands se vont commencer à
  • 00:30:57
    monter à la surface et un moment tout ça
  • 00:30:59
    ça va s'emballer
  • 00:31:00
    ça va s'emballer ça va bouillonner de
  • 00:31:03
    partout c'est ce qu'on appelle
  • 00:31:04
    l'ébullition en expliquera je vous
  • 00:31:07
    expliquerai un peu plus tard qu'est ce
  • 00:31:08
    que c'est réellement que l'ébullition
  • 00:31:10
    mais cette ébullition à pression
  • 00:31:12
    atmosphérique lorsqu on le fait ça
  • 00:31:13
    impressionnant ce ferry elle se fait à
  • 00:31:16
    une certaine température fixé et c'est
  • 00:31:19
    toujours la même et tant qu'il reste de
  • 00:31:21
    l'eau liquide à l'intérieur de la
  • 00:31:23
    casserole de l'eau qui ne s'est pas
  • 00:31:24
    encore évaporés
  • 00:31:25
    la température ne va pas bouger elle
  • 00:31:27
    restera fixé donc on a deux points fixes
  • 00:31:30
    qui sont très intéressants parce que
  • 00:31:32
    l'eau c'est quand même c'est quand même
  • 00:31:34
    quelque chose de facile à aa obtenir le
  • 00:31:37
    premier soutien mais ce temps de l'eau
  • 00:31:39
    et de la glace en agitant tout ça
  • 00:31:41
    jusqu'à ce que ça arrive à une
  • 00:31:42
    température d'équilibré quand on est à
  • 00:31:44
    l'équilibré
  • 00:31:44
    c'est un point fixe et le deuxième c'est
  • 00:31:46
    de mettre de l'eau à ébullition et tant
  • 00:31:48
    qu'elle est de l'eau liquide qui est qui
  • 00:31:50
    est là en ébullition mais ça sera un
  • 00:31:52
    point fixe donc deux points fixes connu
  • 00:31:54
    très utilisé et en tp vous utiliserez
  • 00:31:57
    ces deux points fixes pour étalonner des
  • 00:31:58
    capteurs pour une meilleure stabilité en
  • 00:32:02
    utilise en fait en métrologie quand on
  • 00:32:04
    fait de la métrologie de très haut
  • 00:32:05
    niveau
  • 00:32:05
    on utilise en fait ce qu'on appelle des
  • 00:32:07
    points triple un point triple et on est
  • 00:32:11
    je vous expliquerai aussi plus tard dans
  • 00:32:13
    le court ce que c'est qu'un point triple
  • 00:32:15
    exactement mais un point triple pour
  • 00:32:16
    l'instant prenons le comme un état
  • 00:32:18
    particulier où coexistent les trois
  • 00:32:20
    phases d'un corps pur c'est à dire
  • 00:32:22
    encore pure existe quand on est sur le
  • 00:32:25
    point triple sous forme liquide solide
  • 00:32:27
    et gace les trois phases co existent et
  • 00:32:31
    elles sont à l' équilibre
  • 00:32:32
    mais si vous êtes à l' équilibre sur les
  • 00:32:34
    trois phases la température est fixé de
  • 00:32:37
    manière extraordinairement précise ça
  • 00:32:39
    c'est par contre très précis le point
  • 00:32:42
    triple se produit toujours à une
  • 00:32:43
    température fixée et tout
  • 00:32:45
    pour la même donc on aura aussi un point
  • 00:32:48
    fixe très intéressante c'est celui que
  • 00:32:50
    j'ai appelé f0 f zero c'est l'eau pure
  • 00:32:53
    en équilibre au point triple le point
  • 00:32:56
    triple de l'eau et tonnes et 1 est un
  • 00:32:59
    point fixe température qui est très
  • 00:33:01
    utilisé très utilisé en métrologie aussi
  • 00:33:09
    des exemples de dispositifs justement
  • 00:33:11
    pour créer le point triple on voit à
  • 00:33:14
    gauche des enceintes qui sont les unes
  • 00:33:17
    dans les autres
  • 00:33:18
    le point triple est exactement dans le
  • 00:33:20
    petit cylindre qui est au centre c'est
  • 00:33:22
    là qu'il ya l'eau qui s'ouvre trois
  • 00:33:24
    formes liquides solides et gaz et
  • 00:33:27
    ensuite les autres enceintes sur la pour
  • 00:33:29
    isoler ce seul enceinte centrale de
  • 00:33:32
    l'extérieur
  • 00:33:33
    donc c'est des enceintes ne se sont
  • 00:33:35
    créés en fait le vide entre ces
  • 00:33:37
    enceintes pour qu'ils aient le minimum
  • 00:33:38
    de contact thermique est donc cette
  • 00:33:41
    cellule de point triple de l'eau donc le
  • 00:33:44
    point triple va être créée exactement au
  • 00:33:46
    centre dans la photo de droite on voit
  • 00:33:49
    le même et dispositif mais vu sur le
  • 00:33:51
    côté à la photo de gauche c'est
  • 00:33:52
    simplement une photo vue par dessus donc
  • 00:33:55
    on voit le boîtier de sousse et le
  • 00:33:56
    boîtier de contrôle où il ya tout un tas
  • 00:33:58
    de capteurs et de générateurs des
  • 00:34:00
    cellules pelletier des pontes et cetera
  • 00:34:02
    pour ajuster prescient est température
  • 00:34:05
    de sorte à se mettre sur le point triplé
  • 00:34:07
    est en quelque sorte en quelques sortes
  • 00:34:09
    y rester donc ce sont des dispositifs
  • 00:34:12
    créés un point triple est un dispositif
  • 00:34:14
    qui est quand même relativement
  • 00:34:16
    relativement cher mais surtout qui
  • 00:34:18
    nécessite de la maintenance il faut
  • 00:34:20
    surveiller en permanence et ajuster en
  • 00:34:23
    permanence pour pas casser le point
  • 00:34:25
    triple pour pas que ça parte sa
  • 00:34:27
    partenaire pour tous et que la
  • 00:34:28
    température dérivés qu'on doive tout
  • 00:34:30
    recommencer parce que pour sa prochaine
  • 00:34:32
    un point triple ça peut mettre dans
  • 00:34:34
    l'important plusieurs heures voire
  • 00:34:35
    plusieurs jours pour arriver à cet
  • 00:34:37
    équilibre parfait entre liquide solide
  • 00:34:40
    et gace donc ce qui explique que ici au
  • 00:34:43
    département mesures physiques nous
  • 00:34:45
    n'avons pas de dispositif à point triple
  • 00:34:47
    parce qu'il faudrait il faut vraiment
  • 00:34:50
    certains m'ont à des dispositifs un
  • 00:34:52
    point triple dans les laboratoires de
  • 00:34:53
    métrologie de haut niveau
  • 00:34:55
    de sorte voilà de sorte à étalonner les
  • 00:34:57
    capteurs et ça nécessite beaucoup de
  • 00:34:59
    main d'oeuvre
  • 00:35:00
    nous n'avons pas forcément dans un
  • 00:35:02
    laboratoire universitaire il ya d'autres
  • 00:35:05
    points triple-a par l'eau qui saura plus
  • 00:35:08
    en tout pas plus haute ou plus bas c'est
  • 00:35:10
    température et qui permettent de faire
  • 00:35:12
    de l'étalonnage mais ce sont pas des
  • 00:35:14
    points triple qui sont utilisés comme
  • 00:35:16
    étalon primaire ils sont utilisés comme
  • 00:35:18
    étalon secondaire 1 par exemple le point
  • 00:35:21
    triple de l'oxygène le point de fusion
  • 00:35:23
    du gallium etc etc
  • 00:35:25
    d'autres d'autres mécanismes peuvent
  • 00:35:27
    être utilisées comme un point comme
  • 00:35:29
    point stable mais on va pas les
  • 00:35:31
    considérer ici ici on va considérer
  • 00:35:33
    uniquement donc fait zéro le point
  • 00:35:34
    triple de l'eau est fief de la glace
  • 00:35:37
    fondante et l'ébullition l'ébullition de
  • 00:35:39
    l'eau pure
  • 00:35:43
    armé de ses poèmes de ces points triple
  • 00:35:45
    on va pouvoir définir la la température
  • 00:35:48
    thermodynamique en fait l'unité de
  • 00:35:50
    température qui s'appelle le kelvin dans
  • 00:35:53
    l'unité internationale dans le système
  • 00:35:55
    international d'unités l'unité dans le
  • 00:35:58
    système et si l'unité de température
  • 00:36:01
    s'appelle le kelvin essayons de
  • 00:36:03
    comprendre comment il définit le kelvin
  • 00:36:05
    c'est une unité qui est qui est définie
  • 00:36:08
    de manière thermodynamique en fait
  • 00:36:10
    première constatation la température
  • 00:36:12
    résulte de l'agitation thermique c'est
  • 00:36:15
    l'agitation des molécules et des atomes
  • 00:36:17
    dans tous les sens qui crée la
  • 00:36:19
    température qui nous font le paramètres
  • 00:36:21
    température une température élevée veut
  • 00:36:24
    dire une grande agitation des molécules
  • 00:36:25
    et des atomes une température plus
  • 00:36:28
    faible veut dire une agitation plus
  • 00:36:30
    faible dans le dans un gaz par exemple
  • 00:36:32
    les atomes et les molécules sont très
  • 00:36:35
    peu lié et interagissent très peu les
  • 00:36:37
    unes avec les autres
  • 00:36:38
    donc elle partait dans toutes les
  • 00:36:39
    directions et c'est cette agitation
  • 00:36:41
    qu'on appelle l'agitation thermique qui
  • 00:36:44
    est la température qui crée la
  • 00:36:46
    température la température permet de
  • 00:36:48
    mesurer cette agitation thermique dans
  • 00:36:50
    un liquide
  • 00:36:51
    les molécules du liquide sont un peu
  • 00:36:54
    plus liées les unes aux autres que les
  • 00:36:57
    molécules du gaz mais moins que les
  • 00:36:59
    molécules du solide parce que dans un
  • 00:37:00
    solide il ya les molécules elles sont
  • 00:37:02
    très liées les unes aux autres
  • 00:37:04
    mais quand même l'agitation c'est
  • 00:37:06
    l'agitation thermique c'est ça qui va
  • 00:37:08
    créer
  • 00:37:09
    donc le mouvement des particules et des
  • 00:37:10
    molécules les unes par rapport aux
  • 00:37:12
    autres c'est ça qui crée la température
  • 00:37:14
    dans un solide d'un solide les atomes et
  • 00:37:17
    les molécules ont des positions bien
  • 00:37:19
    défini et ne peuvent a priori pas en
  • 00:37:21
    bouger ça veut pas dire qu'elle soit au
  • 00:37:23
    repos ça veut pas dire qu'elle soit à
  • 00:37:25
    l'arrêt parce qu'en fait elle s'agite
  • 00:37:26
    dans tous les sens autour de leur
  • 00:37:28
    position d'équilibré elle s'agite elle
  • 00:37:31
    tremblait vibre dans tous les sens et
  • 00:37:33
    c'est cette agitation qui crée la
  • 00:37:36
    température qui est mesurée par la
  • 00:37:37
    température donc dans tous les cas que
  • 00:37:39
    ce soit un liquide solide loin gaz
  • 00:37:42
    l'agitation thermique c'est ça qui est
  • 00:37:44
    mesurée par la température
  • 00:37:45
    thermodynamique de le calvin l'unité
  • 00:37:48
    qu'elle vit
  • 00:37:49
    retenez retenez bien cela en fait pour
  • 00:37:53
    aller un peu plus loin il faut regarder
  • 00:37:54
    ce qui se passe dans une théorie de
  • 00:37:56
    physique que vous verrez un peu plus
  • 00:37:58
    tard qui s'appelle la théorie cinétique
  • 00:38:00
    des gaz dans la théorie cinétique des
  • 00:38:02
    guns on considère en fait que chaque
  • 00:38:05
    molécule chaque atome à une vitesse et
  • 00:38:07
    que tout ça s'agite dans tous les sens
  • 00:38:09
    un peu comme je les dessine et sur le
  • 00:38:10
    schéma là mes petites molécules ce sont
  • 00:38:13
    les petits des petits cercles qui
  • 00:38:14
    partent dans tous les sens mais ce gaz
  • 00:38:16
    de particules les flèches sont leur
  • 00:38:18
    vitesse
  • 00:38:18
    ce gaz de particules mais sharks chaque
  • 00:38:21
    molécule chaque particule chacun chaque
  • 00:38:23
    atome ici à une énergie comme calculer
  • 00:38:26
    c'est une énergie cinétique 1/2 de mv2
  • 00:38:29
    et en fait on peut calculer l'énergie
  • 00:38:31
    moyenne ils n'ont pas tous la même
  • 00:38:33
    énergie certains vont plus vite que
  • 00:38:34
    d'autres
  • 00:38:35
    donc il y en a une c'est ce qu'on
  • 00:38:37
    appelle une distribution des vitesses
  • 00:38:39
    ils n'ont pas tous à la même vitesse et
  • 00:38:41
    donc pour faire des calculs on a défini
  • 00:38:43
    ce qu'on appelle l'énergie cinétique
  • 00:38:44
    moyenne de toutes ces particules et bien
  • 00:38:47
    dans la théorie cinétique des glaces
  • 00:38:49
    l'énergie cinétique moyenne de toutes
  • 00:38:51
    les particules
  • 00:38:52
    elle est proportionnelle à un paramètre
  • 00:38:54
    et c'est ce paramètre qu'on appelle la
  • 00:38:56
    température en fait cette idée de
  • 00:39:00
    chiffrer grâce à la température
  • 00:39:02
    l'énergie cinétique moyenne des
  • 00:39:04
    molécules et des particules qui sont
  • 00:39:06
    dans un gaz de particules ça va nous
  • 00:39:09
    fournir un point fixe
  • 00:39:10
    en fait c'est un point fixe qui
  • 00:39:12
    s'appelle le zéro absolu lorsque la
  • 00:39:15
    température est égal à 0 kelvin c'est
  • 00:39:18
    que les particules seront à l'arrêt
  • 00:39:20
    ça ça nous fournit un point fixe qui est
  • 00:39:22
    un point fixe théorique et qui nous
  • 00:39:25
    permet de définir donc un premier poème
  • 00:39:28
    de recalage de cette température kelvin
  • 00:39:30
    une température kelvin ne peut pas être
  • 00:39:32
    négative les particules les particules
  • 00:39:36
    ne peuvent pas être plus à la reka l'art
  • 00:39:38
    et la cades et sans arrêter c'est fini
  • 00:39:39
    et à ce moment là tu es loin de zéro
  • 00:39:42
    donc les températures kelvin négative ça
  • 00:39:44
    n'existe pas l'échelle de température
  • 00:39:46
    kelvin elle est forcément positive donc
  • 00:39:50
    premier point fixe pour définir le
  • 00:39:52
    kelvin t égal zéro cas pour des
  • 00:39:54
    particules à l'arrêt pour définir un une
  • 00:39:59
    échelle linéaire il nous faut c'est
  • 00:40:00
    comme pour tracer une droite il vous
  • 00:40:02
    faut deux points mais pour définir une
  • 00:40:04
    échelle linéaire il va nous falloir deux
  • 00:40:06
    points également
  • 00:40:06
    donc il nous en faut une deuxième est
  • 00:40:09
    bien en métrologie
  • 00:40:10
    le deuxième point fixe dont on va se
  • 00:40:12
    servir c'est le point f zero le point
  • 00:40:15
    triple de l'eau donc on va fixer sa
  • 00:40:17
    température de manière arbitraire et à
  • 00:40:20
    partir de ce moment là tout va se
  • 00:40:22
    déclencher puisqu'on aura fixé la
  • 00:40:24
    température deux points et donc de ces
  • 00:40:26
    deux points vont définir l'échelle de
  • 00:40:28
    température et ensuite toutes les
  • 00:40:30
    échelles dérivés le poids games heroes
  • 00:40:32
    on va fixer sa température pour être
  • 00:40:35
    compatible avec ce qui se faisait
  • 00:40:37
    l'entente a fixé cette température s'est
  • 00:40:39
    il ya quelques dizaines d'années pour
  • 00:40:41
    être compatible avec ce qui se faisait
  • 00:40:42
    avant
  • 00:40:43
    on a fixé à 200 73,16 je dis bien 16 et
  • 00:40:49
    pas 15 ses 273 le point fixe le point
  • 00:40:53
    triple de l'eau f0 et à 273 points 16
  • 00:40:56
    qu'elle vit avec cette définition on
  • 00:41:00
    peut calculer l'énergie cinétique
  • 00:41:02
    moyenne des molécules en théorie
  • 00:41:05
    cinétique des glaces et la fameuse
  • 00:41:06
    constante dont je parlais avant et quand
  • 00:41:08
    j'avais dit que l'énergie cinétique
  • 00:41:09
    était proportionnel à temps à la
  • 00:41:12
    température ça veut dire qu'il ya une
  • 00:41:13
    constante devant cette constante
  • 00:41:15
    elle se fixe immédiatement ces trois
  • 00:41:17
    demis de kb avec ab ce qu'on appelle la
  • 00:41:19
    constante de boltzmann 38 10 puissance
  • 00:41:22
    23 joue le parc élevé et donc ça fixe à
  • 00:41:28
    fixe immédiatement
  • 00:41:30
    ça fixe immédiatement le le cedis
  • 00:41:33
    puissance au moins 23 par dorian
  • 00:41:34
    d'erreurs sur le sinueux transparentes
  • 00:41:36
    donc dix puissance moins 23 joule par
  • 00:41:38
    quelle vie et ça fixe immédiatement donc
  • 00:41:40
    cette relation entre énergie cinétique
  • 00:41:41
    moyenne des températures
  • 00:41:43
    donc voilà le kelvin est définie par
  • 00:41:46
    deux points fixes
  • 00:41:47
    le premier projet fixe c'est le 0 kelvin
  • 00:41:50
    pour fx est théorique arrêt total des
  • 00:41:52
    molécules et le deuxième c'est f zero le
  • 00:41:55
    point triple de l'eau avec ses 2 on a
  • 00:41:57
    défini le calvez on pourrait s'arrêter
  • 00:41:59
    là et on a une échelle de température
  • 00:42:02
    malheureusement cette échelle de
  • 00:42:04
    température par le peu disons à l'homme
  • 00:42:07
    de la rue si on écoutait les la météo du
  • 00:42:10
    jour à la radio à la télé avec des
  • 00:42:12
    températures exprimé en kelvin je pense
  • 00:42:15
    que ça mettrait un peu de temps pour que
  • 00:42:17
    les gens s'habituent et et comprenne si
  • 00:42:19
    demain il va faire froid où il va faire
  • 00:42:21
    il va faire chaud donc en fait on ne
  • 00:42:24
    travaille pas dans le dans la dans la
  • 00:42:25
    vie courante on ne travaille on exprime
  • 00:42:27
    peu les températures en kelvin il ya
  • 00:42:29
    quand même physique par contre un
  • 00:42:31
    physique on est obligé puisque c'est
  • 00:42:32
    c'est l'unité du système international
  • 00:42:34
    mais il existe des unités dérivés alors
  • 00:42:37
    la plus célèbre que nous implorons aussi
  • 00:42:39
    nous allons l'utiliser c'est le degré
  • 00:42:42
    celsius de gressier dessus ce que l'on
  • 00:42:44
    note avec un petit rond et puis c'est
  • 00:42:46
    pour degrés celsius est une unité dérivé
  • 00:42:49
    du calvin donc du système international
  • 00:42:51
    qui a été définie en 1948
  • 00:42:55
    c'est un simple décalage de l'échelle
  • 00:42:57
    kelvin donc tu es une température en
  • 00:43:00
    degrés celsius sera égal à la
  • 00:43:02
    température en degrés kelvin - 273,15 là
  • 00:43:07
    c'est bien 15 pour le coup donc voilà un
  • 00:43:11
    intervalle en fait étant donné que
  • 00:43:13
    l'échelle celsius est un simple décalage
  • 00:43:15
    de l'échelle kelvin un intervalle de
  • 00:43:19
    température en degrés celsius ou en
  • 00:43:21
    degrés kelvin a exactement la même
  • 00:43:24
    valeur numérique
  • 00:43:25
    si vous allez 2 10 degrés celsius à 20
  • 00:43:28
    degrés celsius
  • 00:43:29
    vous avez franchi 10 degrés celsius mais
  • 00:43:32
    vous avez franchi lui aussi 10 degrés
  • 00:43:34
    kelvin une différence de température
  • 00:43:36
    qu'elles sont exprimées en celsius ou en
  • 00:43:38
    kelvin c'est la même chose
  • 00:43:41
    conséquence à retenez que quand on aura
  • 00:43:44
    des différences de température a exprimé
  • 00:43:46
    dans des formules de physique on se
  • 00:43:48
    donnera le droit de faire cette
  • 00:43:50
    différence en celsius
  • 00:43:51
    on va pas se sera pas obligé de passé
  • 00:43:54
    chacune des deux températures t1 et t2
  • 00:43:57
    les passer en kelvin pour faire une la
  • 00:43:59
    différence en kelvin puisqu'on trouvera
  • 00:44:01
    la même chose donc on se donnera le
  • 00:44:03
    droit dans les formules de physique
  • 00:44:04
    quand tu auras des différences de
  • 00:44:06
    température on se donnera le droit de
  • 00:44:08
    faire cette différence en selle
  • 00:44:10
    suspendre calvin mais c'est une c'est
  • 00:44:15
    une permission qu'on se donne
  • 00:44:16
    il faudra être très prudent parce que
  • 00:44:18
    dès qu'une formule de physique contient
  • 00:44:20
    une température est pas une différence
  • 00:44:23
    de température mais un simple t/t au t2
  • 00:44:26
    t3 mais une seule température à ce
  • 00:44:28
    moment là c'est forcément du kelvin si
  • 00:44:30
    on y met 10 celsius
  • 00:44:31
    ça marche pas donc voilà pour les
  • 00:44:35
    limites et dérivés degrés celsius
  • 00:44:37
    pour la petite histoire il y à une unité
  • 00:44:40
    qu'on appelle le degré centigrade qui
  • 00:44:43
    n'est pas une unité du système
  • 00:44:44
    international mais qui est quand même
  • 00:44:45
    très pratique qui est défini en fait par
  • 00:44:48
    les deux points fixes de l'eau en f1 f2
  • 00:44:50
    dont j'ai parlé tout à l'heure c'est à
  • 00:44:52
    dire la glace fondante et l'eau l'eau
  • 00:44:55
    bouillante à pression atmosphérique en
  • 00:44:57
    degrés centigrades la glace bouillante c
  • 00:45:00
    zéro et la température de la la glace
  • 00:45:03
    fondante pardon c zéro et la température
  • 00:45:06
    de l'eau bouillante ses 100 degrés
  • 00:45:08
    centigrades
  • 00:45:09
    en fait vous allez voir c'est le sucer
  • 00:45:11
    centigrades sont extrêmement proches
  • 00:45:13
    l'un de l'autre et en fait souvent on va
  • 00:45:15
    les confondre mais retenez quand même
  • 00:45:17
    que c'est pas tout à fait la même chose
  • 00:45:19
    s'il faut en fait de la métrologie de
  • 00:45:21
    haut niveau dans quelques années
  • 00:45:23
    eh bien vous verrez vous verrez que
  • 00:45:24
    c'est pas la même chose il faut les il
  • 00:45:26
    faut les qu'il faut les distinguer
  • 00:45:31
    raison
  • 00:45:33
    mais un peu de tout ce que j'ai dit sur
  • 00:45:34
    la température ce tableau permet deux de
  • 00:45:37
    comprendre un peu les différentes les
  • 00:45:39
    différentes valeurs donc kelvin celsius
  • 00:45:42
    et degrés centigrades et j'ai mis les
  • 00:45:44
    valeurs caractéristiques pour les
  • 00:45:46
    différents points fixes que l'on a le
  • 00:45:48
    zéro absolu
  • 00:45:49
    la fusion de l'eau le point triple de
  • 00:45:52
    l'eau et l'ébullition de l'eau dont vous
  • 00:45:54
    voyez que si on s'intéresse par exemple
  • 00:45:56
    à l'échelle celsius et et l'échelle
  • 00:45:58
    centigrades
  • 00:45:59
    oui elles sont extrêmement proches l'une
  • 00:46:01
    de l'autre par exemple la température
  • 00:46:03
    d'ébullition de l'eau c'est 99,9 175
  • 00:46:07
    degrés celsius par contre c'est 100
  • 00:46:10
    degrés centigrades
  • 00:46:11
    la différence c'est de l'ordre de
  • 00:46:13
    quelques centièmes de degrés celsius des
  • 00:46:15
    centièmes de degrés celsius c'est pas
  • 00:46:17
    vraiment pas facile à mesurer et il est
  • 00:46:19
    hors de question de penser que dans
  • 00:46:21
    notre laboratoire de mesures physiques
  • 00:46:23
    en tp en particulier vous mesuriez 7
  • 00:46:26
    cette différence là c'est trop petit
  • 00:46:27
    donc en fait celle sucer centigrades
  • 00:46:29
    seront souvent assimilé l'une à l'autre
  • 00:46:32
    et si vous êtes à l'onu un capteur avec
  • 00:46:34
    de la glace fondante et la tempérer de
  • 00:46:37
    l'eau de l'eau bouillante
  • 00:46:38
    on va on assimilera le centigrades au
  • 00:46:41
    sein de suçons mira c'est aussi le degré
  • 00:46:43
    celsius parce que les deux échelles sont
  • 00:46:45
    proches l'une de l'autre mais elles sont
  • 00:46:46
    extrêmement proches est souvent
  • 00:46:48
    confondue mais il faut savoir que ne
  • 00:46:50
    sont pas égales il donne quand on fait
  • 00:46:52
    de la métrologie de haut niveau quand on
  • 00:46:54
    cherche peu à affiner affiner les choses
  • 00:46:57
    avaient les deux sont pas sont pas son
  • 00:46:59
    papa
  • 00:47:00
    pour la petite histoire on trouve aussi
  • 00:47:02
    la vieille échelle fahrenheit que non
  • 00:47:05
    que nos voisins et amis anglo-saxons
  • 00:47:08
    m'utilise cette échelle là n'est
  • 00:47:10
    absolument pas une échelle du système
  • 00:47:13
    international
  • 00:47:14
    donc voilà elle est définie par les deux
  • 00:47:18
    points
  • 00:47:19
    les deux points fixes que sont la glace
  • 00:47:21
    fondante et fun et l'eau bouillante f2
  • 00:47:24
    la température de f1 c'est 30 de
  • 00:47:27
    fahrenheit la température de f-22 sandoz
  • 00:47:30
    fahrenheit
  • 00:47:31
    mais elle n'a aucune reconnaissance
  • 00:47:32
    métrologique c'est vraiment une échelle
  • 00:47:35
    d'usagé tous les anglo saxon
  • 00:47:37
    reconnaissent les températures savez
  • 00:47:40
    estimé les températures infernales
  • 00:47:42
    par contre ne rentre et surtout pas des
  • 00:47:44
    degrés fahrenheit a fait des phares à
  • 00:47:46
    nice
  • 00:47:46
    dans une heure dans une formule de
  • 00:47:48
    physique ça ne marche pas et ça va même
  • 00:47:50
    faire des catastrophes vous aurez vous
  • 00:47:52
    aurez des choses qui sont fausses
  • 00:47:54
    donc on parlera pas du tout de ces
  • 00:47:55
    jeux-là site ici pour mémoire mais on
  • 00:47:58
    parlera pas du tout de ces de c2c
  • 00:48:00
    échelle
  • 00:48:07
    intéressons nous à la mesure des
  • 00:48:08
    températures on a vu précédemment que la
  • 00:48:11
    température étaient liées à l'agitation
  • 00:48:13
    des molécules en fait la température est
  • 00:48:15
    proportionnel proportionnelle à
  • 00:48:18
    l'énergie cinétique moyenne de ses
  • 00:48:20
    molécules en fait il est hors de
  • 00:48:22
    question ça c'est là la propriété de
  • 00:48:24
    définition mais il est hors de question
  • 00:48:26
    d'aller mesurer l'énergie cinétique de
  • 00:48:29
    chaque molécule pour essayer de faire
  • 00:48:30
    une mesure de la température
  • 00:48:32
    il va donc falloir faire des mesures
  • 00:48:34
    indirectes en fait la mesure de
  • 00:48:36
    température va être obtenu grâce à une
  • 00:48:38
    grandeur physique qu'on va appeler la
  • 00:48:41
    grandeur thermométrique et qui va
  • 00:48:43
    dépendre de la température ce sont des
  • 00:48:45
    mesures indirectes
  • 00:48:46
    on ne mesure jamais la température grâce
  • 00:48:49
    à sa définition sa définition et les
  • 00:48:52
    liées à l'agitation des molécules
  • 00:48:53
    on ne peut pas mesurer cette agitation
  • 00:48:55
    de manière directe donc en fait cette
  • 00:48:57
    agitation des molécules elle va avoir
  • 00:48:59
    des conséquences sur la matière et ses
  • 00:49:01
    conséquences qu'on va mesurer pour faire
  • 00:49:04
    la mesure de la température
  • 00:49:05
    grâce donc à des grandeurs
  • 00:49:07
    thermométrique on aura deux cas le cas
  • 00:49:10
    où la grandeur thermométrique et
  • 00:49:12
    linéaire par exemple j'ai la grandeur
  • 00:49:15
    thermométrique qui dépend de la
  • 00:49:16
    température donc j'ai est égal à g de
  • 00:49:18
    thé grant et la température est égal à
  • 00:49:20
    petit a t + b c'est une ouate avec deux
  • 00:49:24
    coefficient petit à petit b la pente et
  • 00:49:26
    leur donner à l'origine donc à ce moment
  • 00:49:28
    là la grandeur thermodyn la 30e rang des
  • 00:49:31
    rameaux métriques sera linéaire on a une
  • 00:49:33
    variation linéaire entre g et la
  • 00:49:36
    température t ou la grandeur
  • 00:49:38
    thermométrique ne peut ne pas être
  • 00:49:40
    linéaire c'est bien sûr des cas plus
  • 00:49:42
    compliqués du gendre g de thé est égal à
  • 00:49:44
    apt et carré plus btplus sait où g de
  • 00:49:47
    thé est égal à un look de thé plus b et
  • 00:49:50
    c et c
  • 00:49:51
    on peut imaginer tout un tas de choses
  • 00:49:52
    on essaye bien sûr en instrumentation
  • 00:49:55
    vite et ces cas de non de capteurs non
  • 00:49:58
    linéaire parce qu'ils sont bien sûr
  • 00:50:00
    beaucoup plus difficile à traiter qu'un
  • 00:50:02
    cas que le capteur l'inr par exemple sur
  • 00:50:05
    la sur la diapo j'ai mis à droite ici un
  • 00:50:09
    exemple de capteurs de température
  • 00:50:11
    c'est un thermomètre à dilatation à
  • 00:50:13
    dilatation de mercure en l'occurrence et
  • 00:50:15
    ce thermomètre permet la mesure de
  • 00:50:17
    température
  • 00:50:18
    comment mesure-t-on la température vers
  • 00:50:20
    mesure la température en fait en
  • 00:50:22
    mesurant la longueur de cette petite
  • 00:50:24
    colonne de mercure rouge qui va se
  • 00:50:27
    balader en fonction de la température
  • 00:50:28
    certains pirates eurent augmente le
  • 00:50:30
    mercure se dit là si le mercure se
  • 00:50:32
    dilate mais la petite cette petite
  • 00:50:35
    colonne rouge de mercure va monter va
  • 00:50:38
    grimper et indiquer des températures
  • 00:50:40
    supérieures
  • 00:50:41
    donc il suffit de le de l'état launay
  • 00:50:44
    c'est à dire en fait de créer ces
  • 00:50:46
    petites graduation qui entoure tout au
  • 00:50:48
    tout tout autour pour faire un pour
  • 00:50:50
    utiliser ce capteur de température est
  • 00:50:53
    un thermomètre à dilatation de liquide
  • 00:50:54
    et la grandeur thermométrique groote
  • 00:50:58
    n'est ici que la grandeur grande g
  • 00:50:59
    thermométrique ce d'une longueur c'est
  • 00:51:01
    la longueur de la colonne de mercure
  • 00:51:03
    voyez la température est mesuré en
  • 00:51:06
    mesurant de manière indirecte puisque
  • 00:51:08
    l'on mesure en fait la longueur et que
  • 00:51:10
    la longueur est proportionnelle à la
  • 00:51:11
    température tout ça a été établi mais il
  • 00:51:14
    nous permet d'avoir une mesure de la
  • 00:51:15
    température par la mesure de cette
  • 00:51:17
    longueur quelques mots sur les capteurs
  • 00:51:23
    c'est très important un capteur et on
  • 00:51:25
    vous allez rencontrer en mesures
  • 00:51:26
    physiques dans beaucoup de cours cette
  • 00:51:28
    notion de capteurs donc ici c'est on va
  • 00:51:31
    on va se concentrer sur les capteurs de
  • 00:51:33
    température
  • 00:51:35
    un capteur est un dispositif qui va
  • 00:51:37
    transformer une grandeur ici une
  • 00:51:40
    température en une autre grandeur une
  • 00:51:43
    grande grandeur ici qu'on m'a appelé
  • 00:51:45
    j'ai la grandeur thermométrique c'est le
  • 00:51:48
    premier élément de la chaîne
  • 00:51:49
    d'acquisition en fait un capteur peut
  • 00:51:52
    être symbolisé delà de la manière
  • 00:51:54
    suivante comme sur la diapo le capteur
  • 00:51:56
    est au centre
  • 00:51:57
    il transforme une entrée en une sortie à
  • 00:52:01
    l'entrée c'est une température à la
  • 00:52:04
    sortie c'est une grandeur thermométrique
  • 00:52:06
    g quelconque ça dépend dans quel cas
  • 00:52:09
    vous avez utilisé par exemple sur le
  • 00:52:11
    capteur précédent le thermomètre à
  • 00:52:12
    dilatation dont capteurs mon thermomètre
  • 00:52:15
    à dilatation transforme la température
  • 00:52:17
    en une grandeur thermométrique qui est
  • 00:52:19
    une longueur c'est la longueur de la
  • 00:52:21
    petite colonne de mercure
  • 00:52:24
    il ya deux caractéristiques très
  • 00:52:26
    importante des capteurs g de thé c'est à
  • 00:52:30
    dire la sortie en fonction de l'entrée
  • 00:52:32
    du capteur g en fonction de tes c'est ce
  • 00:52:35
    qu'on appelle retenait le terme
  • 00:52:37
    l'équation caractéristiques du capteur
  • 00:52:39
    il est indispensable d'avoir cette
  • 00:52:41
    équation là pour utiliser le capteur il
  • 00:52:44
    faut savoir comment le capteur va
  • 00:52:46
    transformer la température pour pouvoir
  • 00:52:49
    l'utiliser pour pouvoir après l utiliser
  • 00:52:51
    pour mesurer des températures donc la
  • 00:52:54
    connaissance de g2 telle équation
  • 00:52:56
    caractéristiques du capteur est
  • 00:52:58
    essentielle donc il faut savoir comment
  • 00:53:00
    le capteur transforme la température en
  • 00:53:03
    grandeur un thermométrique g mais c'est
  • 00:53:06
    pas tout la dérive et 2 g par rapport à
  • 00:53:10
    tes c'est à dire la dérive et de l'
  • 00:53:11
    atelier mais sortie en fonction de
  • 00:53:14
    l'entrée et la dérive et de l'entrée par
  • 00:53:15
    rapport à la sortie des 2g / d'été c'est
  • 00:53:18
    ce qu'on appelle la sensibilité du
  • 00:53:20
    capteur
  • 00:53:20
    donc on a deux notions très importante
  • 00:53:23
    ici l'équation caractéristiques du
  • 00:53:26
    capteur qui nous permet de calculer la
  • 00:53:27
    température si gg ou g6 j'ai la
  • 00:53:30
    température de passer de l'un à l'autre
  • 00:53:31
    et la dérive et 2 g par rapport à tes
  • 00:53:34
    qui est là la sensibilité du capteur
  • 00:53:37
    donc de notion très importante en
  • 00:53:39
    métrologie
  • 00:53:40
    on y reviendra sur les tv vous y
  • 00:53:42
    reviendrez de nombreuses fois aussi dans
  • 00:53:44
    d'autres dans d'autres enseignements
  • 00:53:46
    pour d'autres types de mesures autres
  • 00:53:49
    que la température
  • 00:53:53
    un capteur ça c'est alors qu'est ce que
  • 00:53:56
    l'étalonnage d'un capteur mais
  • 00:53:58
    l'étalonnage de cannes de capteurs ça
  • 00:54:00
    consiste à confronter ce capteur à faire
  • 00:54:03
    une démesure avec ce capteur afin dé
  • 00:54:06
    mesure dont on connaît le résultat
  • 00:54:08
    al avance et c'est ça qui va nous
  • 00:54:11
    permettre de caractériser ce capteur de
  • 00:54:14
    fer l'étalonnage du capteur donc pour
  • 00:54:16
    étalonner un capteur thermique
  • 00:54:18
    il va falloir
  • 00:54:19
    le mesurer à l'aide de ce capteur des
  • 00:54:22
    températures que l'on connaît à l'avancé
  • 00:54:24
    température que l'on connaît à l'avancé
  • 00:54:26
    on en a déjà parlé
  • 00:54:27
    ce sont les points fixes donc on a
  • 00:54:30
    besoin pour étalonner un capteur
  • 00:54:32
    thermique
  • 00:54:32
    on va avoir besoin de points fixes et on
  • 00:54:35
    va avoir besoin d'autant de points fixes
  • 00:54:37
    que d'inconnus dans l'équation
  • 00:54:39
    caractéristiques ça c'est important à
  • 00:54:42
    comprendre par exemple par exemple
  • 00:54:45
    correspond
  • 00:54:46
    considérons un capteur linéaire un
  • 00:54:48
    capteur tels que la grandeur
  • 00:54:50
    thermométrie que j'ai est égal à petit à
  • 00:54:53
    foix t + b petit à tes plus belles une
  • 00:54:56
    droite là une droite c'est un polynôme
  • 00:54:58
    2° 1
  • 00:54:59
    si vous voulez caractériser ce polinum
  • 00:55:02
    il vous faut caractériser petit vous
  • 00:55:03
    faut connaître petit tas et petit b vous
  • 00:55:05
    avez donc deux inconnus dans ce paulino
  • 00:55:07
    petit à petit b donc deux inconnus pour
  • 00:55:10
    un capteur l'inr eh bien il va me
  • 00:55:12
    falloir deux points fixes
  • 00:55:13
    par exemple je peux utiliser f1 le pain
  • 00:55:18
    de glace fondante et ensuite le bain
  • 00:55:20
    d'eau et à ébullition f2 je connais la
  • 00:55:24
    température de f1 je connais la
  • 00:55:25
    température de f2 à ce moment là je vais
  • 00:55:28
    pouvoir en déduire mes paramètres petit
  • 00:55:30
    à petit b pour ça je vais écrire une
  • 00:55:33
    équation une équation avec deux
  • 00:55:35
    inconnues donc je n'écris pas dans un
  • 00:55:38
    système de deux équation à deux
  • 00:55:40
    inconnues
  • 00:55:40
    c'est le petit système qui est avec
  • 00:55:43
    l'accolade ici donc la grandeur que j'ai
  • 00:55:46
    mesuré
  • 00:55:46
    lorsque je les ai mis dans mes cheveux
  • 00:55:48
    étaient à la petite à fois tf1 + b la
  • 00:55:51
    grandeur que j'ai mesuré lorsque je les
  • 00:55:52
    plonger dans un f2 est égal à petit a
  • 00:55:54
    des petits tas que multiplie tf2 plus b
  • 00:55:58
    vous avez deux équations et deux
  • 00:56:00
    inconnus les deux inconnus se sont à -b
  • 00:56:02
    les paramètres de votre votre
  • 00:56:05
    caractéristiques et donc ces deux
  • 00:56:08
    équations deux inconnus ça se résout et
  • 00:56:10
    vous tiré de la petite à et petit b on a
  • 00:56:12
    de nombreux t d qui sont basés qui sont
  • 00:56:15
    basés là dessus et vous vous comprendrez
  • 00:56:17
    peut-être
  • 00:56:18
    mieux lorsque vous ferez lorsque vous
  • 00:56:21
    retrouver les ctd là mais le principe il
  • 00:56:24
    est simple donc quand on a des inconnus
  • 00:56:26
    dans une caractéristique il nous faut
  • 00:56:28
    autant de préfixes que d'inconnus parce
  • 00:56:30
    qu'il nous faudra autant d'équations que
  • 00:56:33
    la nuit que de que d'inconnues pour
  • 00:56:34
    résoudre le système
  • 00:56:36
    donc voilà pour l'étalonnage de
  • 00:56:38
    l'étalonnage de capteurs j'en ai fini
  • 00:56:42
    sur la température et on va passer
  • 00:56:44
    maintenant un peu de temps sur le la
  • 00:56:47
    pression dans un fluide
  • 00:56:49
    cette notion de pression la notion de
  • 00:56:52
    pression la pression elle résulte aussi
  • 00:56:54
    comme la température elle résulte aussi
  • 00:56:56
    de la chine
  • 00:56:56
    l'agitation thermique cette pression
  • 00:56:59
    elle est créée en fait par l'agitation
  • 00:57:01
    de toutes ces petites molécules dans
  • 00:57:03
    tous les sens qui vont en quelque sorte
  • 00:57:05
    percuté toutes les surfaces
  • 00:57:07
    à droite on voit un petit élément de
  • 00:57:10
    surface ds inquiet au sein d'un fluide
  • 00:57:14
    tous les petits tous les petits disques
  • 00:57:16
    qui a un peu partout cela symbolise les
  • 00:57:18
    molécules ou les atomes qui avancent eux
  • 00:57:19
    dans ce milieu si je zoome donc c'est là
  • 00:57:22
    la petite le petit dessin qui a un peu
  • 00:57:25
    plus à droite là si je zoome sur la
  • 00:57:27
    tranche de ce petit ds ce petit élément
  • 00:57:30
    surface j'ai des molécules qui vont
  • 00:57:32
    taper par dessus l'élément de surface et
  • 00:57:34
    des molécules qui vont lui taper par
  • 00:57:36
    dessous en fait ce petit élément de
  • 00:57:38
    surface il va être autant percuté par
  • 00:57:40
    les molécules qui tape par dessus que
  • 00:57:42
    celle qui tape par-dessous ds subi deux
  • 00:57:45
    forces qui sont opposés df vers le haut
  • 00:57:49
    par exemple je m'appelais df cet hiver
  • 00:57:51
    vers le haut les df prime celle qui va
  • 00:57:53
    vers le bas eh bien on va appeler
  • 00:57:56
    pression pression statique ou pression
  • 00:57:59
    tout court on appelle ça la pression
  • 00:58:01
    le rapport entre la force et la surface
  • 00:58:04
    la pression cdf la force qui est créé
  • 00:58:08
    par ces petits impacts que divise la
  • 00:58:11
    surface que j'ai considéré j'ai
  • 00:58:13
    considéré une surface ds donc je fais le
  • 00:58:16
    rapport df sur ds c'est cela qu'on
  • 00:58:19
    appelle la pression la pression c'est la
  • 00:58:22
    force par unité de surface
  • 00:58:23
    c'est une force sur une surface si je
  • 00:58:27
    fais une force greffe sur une surface
  • 00:58:29
    grand test jeu
  • 00:58:31
    est-ce une pression f que divise s
  • 00:58:35
    l'unité du système international de
  • 00:58:39
    cette pression s'appelle le pascal en le
  • 00:58:42
    note p à pascal un pascal puisque c'est
  • 00:58:46
    l'unité du système international
  • 00:58:47
    je vais prendre l'unité du système
  • 00:58:49
    international pour la force et je vais /
  • 00:58:52
    l'unité du système international pour la
  • 00:58:55
    surface l'unité du système et en
  • 00:58:57
    national pour la force cd newton l'unité
  • 00:59:00
    du système international pour les
  • 00:59:01
    surfaces cd m² donc un pascal c'est à
  • 00:59:04
    newton sur un mètre cas pour voir que
  • 00:59:07
    c'est une toute petite unité un newton
  • 00:59:10
    est une petite force et les mètres
  • 00:59:11
    carrés une très grande surface et donc à
  • 00:59:13
    newton sur un mètre carré mais c'est une
  • 00:59:16
    pression qui est petit comme c'est une
  • 00:59:19
    pression qui est tout petit
  • 00:59:20
    on a pris l'habitude d'utiliser des
  • 00:59:22
    multiples du pascal est par exemple le
  • 00:59:25
    par le bar un bar c'est 10 puissance 5
  • 00:59:29
    pascal retenir à retenir un bar c'est 10
  • 00:59:33
    puissance 5 pascal pourquoi c'est
  • 00:59:36
    important le bar parce qu en fait la
  • 00:59:37
    pression atmosphérique la pression de
  • 00:59:39
    notre atmosphère
  • 00:59:40
    c'est à peu près en bas c'est en fait
  • 00:59:43
    quand on veut être précis
  • 00:59:44
    l'atmosphère ce qu'on appelle la nuance
  • 00:59:46
    faire standard c'est 1,013 bar dont vous
  • 00:59:50
    voyez c'est très proche de 1 bar donc
  • 00:59:53
    cette unité le bar est très utilisé et
  • 00:59:55
    vous aurez des exo de td ou les
  • 00:59:57
    pressions vont être exprimée en bar donc
  • 01:00:00
    faudra savoir les ramener en basque anne
  • 01:00:02
    encore une fois le bar n'est pas là
  • 01:00:04
    l'unité du système international
  • 01:00:07
    faut pas mettre des bars dans une
  • 01:00:08
    formule de physique faudra les convertir
  • 01:00:10
    en pascal avant de les utiliser dans une
  • 01:00:12
    formule de physique
  • 01:00:14
    ensuite le bar il ya des multiples ou
  • 01:00:17
    des sous multiples du bar en particulier
  • 01:00:19
    ce qu'on appelle le mili bardy moyenne
  • 01:00:20
    trois bars bon je fais pas je fais pas
  • 01:00:23
    beaucoup de détails là dessus donc vous
  • 01:00:26
    verrez en détaillant aider ou un tp un
  • 01:00:29
    peu tout tout aussi unités comment
  • 01:00:31
    comment ils s'organisent si vous retenez
  • 01:00:32
    déjà le pascal et le bar ça suffit pour
  • 01:00:36
    au moins pour un début voilà pour la
  • 01:00:40
    pression dans un fluide à retenir la
  • 01:00:41
    pression c'est une force que divise une
  • 01:00:44
    surface
  • 01:00:49
    on va s'avancer progressivement vers la
  • 01:00:52
    thermodynamique transformation d'un
  • 01:00:55
    système les systèmes tels qu'on les a
  • 01:00:58
    définis c'est à dire en fait des
  • 01:01:01
    systèmes un sous-ensemble sous éléments
  • 01:01:06
    de l'univers que le jeu peut définir que
  • 01:01:08
    j'étudie je vais étudier ce qui va
  • 01:01:09
    rentrer ce qui va sortir du système et
  • 01:01:11
    c'est tout ce que j'ai racontée
  • 01:01:13
    précédemment mais ces systèmes qui
  • 01:01:15
    peuvent se transformer partir d'un état
  • 01:01:17
    pour aller au loup à la fin d'une
  • 01:01:20
    transformation vers un autre état donc
  • 01:01:23
    ce qu'on appelle la transformation du
  • 01:01:25
    système c'est le trajet de ce système
  • 01:01:27
    dans un graff qui représente les
  • 01:01:30
    variables thermodynamique par exemple
  • 01:01:32
    ici j'ai représenté les trois 3 des
  • 01:01:34
    variables thermodynamique vm v2 v3 c'est
  • 01:01:37
    par exemple veut c'est la pression b2c
  • 01:01:39
    le voulu me fait 3 c la température
  • 01:01:41
    même si vous partez de l'état a pour
  • 01:01:45
    aller à l'état b vous allez partir du
  • 01:01:47
    point bas pour aller au point mais à une
  • 01:01:50
    transformation d'un système on va leur
  • 01:01:52
    présenter toujours sur des diagrammes
  • 01:01:54
    dans lequel il ya les variables
  • 01:01:56
    thermodynamique sur les axes
  • 01:01:58
    quelquefois on fera des des diagrammes
  • 01:02:00
    pression température défaut froide et
  • 01:02:03
    diagramme pression volume ou volume
  • 01:02:05
    température on essaiera de prendre le
  • 01:02:07
    diagramme le plus le plus intelligent
  • 01:02:09
    celui qui nous permet de comprendre le
  • 01:02:11
    mieux le phénomène mais on va
  • 01:02:13
    représenter donc ces transformations par
  • 01:02:15
    des trajets sur des diagrammes donc là
  • 01:02:18
    par exemple sur le transparent
  • 01:02:19
    on va passer de l'état a à l'établé et
  • 01:02:22
    j'ai représenté deux chemins possibles
  • 01:02:24
    soit le chemin direct la flèche ali va
  • 01:02:27
    directement de l'état à vers l'état b
  • 01:02:29
    soit la flèche elle se perd un peu se
  • 01:02:31
    balade elle dépasser l'étape et pour y
  • 01:02:33
    revenir
  • 01:02:34
    donc deux chemins pour la même
  • 01:02:36
    transformation la transformation c'est
  • 01:02:38
    la transformation ab mais vous avez deux
  • 01:02:40
    chemins différents et bien en
  • 01:02:42
    thermodynamique qui va se passer des
  • 01:02:44
    choses différentes sur les deux chemins
  • 01:02:45
    c'est très important de penser cette
  • 01:02:47
    notion de chemin il suffit pas de savoir
  • 01:02:50
    d'où je pars et où je vais mais il faut
  • 01:02:53
    savoir aussi par rouge passe pour
  • 01:02:56
    pouvoir faire des calculs de
  • 01:02:57
    thermodynamique
  • 01:02:58
    on a le cas particulier de la tragédie
  • 01:03:02
    du train de la transformation qui était
  • 01:03:03
    ce qu'on appelle un cycle vous allez
  • 01:03:05
    partir de l'état et revenir à l'état on
  • 01:03:08
    appelle ça un mot dynamique un cycle
  • 01:03:10
    ainsi que l'on part d'un état et on y
  • 01:03:13
    revient
  • 01:03:14
    voilà pour les petites généralités sur
  • 01:03:17
    les transformations d'un système alors
  • 01:03:20
    il y a deux types de transformation pour
  • 01:03:23
    le système les transformations combat
  • 01:03:25
    appelé réversible et irréversible
  • 01:03:28
    réversible irréversible une
  • 01:03:31
    transformation et soit réversible soit
  • 01:03:34
    irréversible
  • 01:03:35
    en fait ce sont les deux cas extrêmes
  • 01:03:37
    quelquefois les transformations elles
  • 01:03:39
    sont un peu intermédiaires entre les
  • 01:03:41
    deux mais c'est très difficile de
  • 01:03:42
    considérer ces cas intermédiaire donc
  • 01:03:44
    nous comment faire on va faire soit
  • 01:03:46
    réversible soit irréversible par les cas
  • 01:03:49
    intermédiaire alors une transformation
  • 01:03:53
    et dit réversible si la transformation
  • 01:03:56
    est constitué d'une succession d'états
  • 01:03:58
    d' équilibre une transformation
  • 01:04:01
    réversible est une succession d'états où
  • 01:04:04
    le système est à l'équilibré
  • 01:04:05
    ok ils évoluent mais ils évoluent en
  • 01:04:09
    allant d'un équilibre à l'autre
  • 01:04:11
    lentement gentiment donc réversibilité
  • 01:04:14
    sera souvent associé à à lenteur de la
  • 01:04:18
    transformation un système une
  • 01:04:22
    transformation irréversible si la
  • 01:04:24
    transformation est très rapide et
  • 01:04:26
    surtout spontané c'est à dire vous
  • 01:04:28
    mettez le système dans l'état ils filent
  • 01:04:31
    sur les tables immédiatement sans que
  • 01:04:35
    vous ayez à intervenir
  • 01:04:36
    il va y aller de manière irréversible la
  • 01:04:40
    thermodynamique n'est pas la même selon
  • 01:04:42
    que la transformation soit réversible ou
  • 01:04:44
    irréversibles c'est très important de
  • 01:04:46
    comprendre quand une transformation sera
  • 01:04:48
    soit réversible soit irréversible
  • 01:04:51
    on va essayer je vais essayer de détails
  • 01:04:53
    et ça souvent dans les exercices de t d
  • 01:04:56
    on vous le dira que c'est réversible ou
  • 01:04:58
    irréversibles mais pour la culture
  • 01:05:00
    générale du physicien il faut comprendre
  • 01:05:02
    ces deux types de transformation il faut
  • 01:05:05
    être capable d'analyser
  • 01:05:07
    une transformation pour voir si elle est
  • 01:05:10
    plutôt réversible ou plutôt irréversible
  • 01:05:12
    on va essayer de prendre un exemple pour
  • 01:05:15
    pour mieux comprendre
  • 01:05:17
    considérons la compression d'un gaz par
  • 01:05:20
    un piston donc j'ai un gaz qui est
  • 01:05:23
    enfermé dans une dans un cylindre en
  • 01:05:26
    fait c'est un cylindre on voit ce qu'on
  • 01:05:28
    voit c'est évidemment une coupe ici et
  • 01:05:30
    dessus il ya un piston un piston c'est
  • 01:05:32
    tout simplement fait quelque chose en
  • 01:05:33
    forme de disque 1 et qui ne va pas
  • 01:05:36
    laisser échapper la matière équivalait à
  • 01:05:38
    l'intérieur et qui peut l'a compris mais
  • 01:05:40
    par contre on peut comprimer le gars ce
  • 01:05:42
    qui est à l'intérieur du cylindre grâce
  • 01:05:44
    grâce au piston
  • 01:05:45
    on va prendre pour simplifier on va
  • 01:05:48
    prendre un piston de masse négligeable
  • 01:05:50
    il n'en va faire comme s'il n'avait pas
  • 01:05:52
    de masse donc l'état initial ben je les
  • 01:05:54
    noter une état à gauche ici dans l'état
  • 01:05:58
    initial
  • 01:05:58
    on a une pression pzero à l'intérieur du
  • 01:06:01
    système vidéo et on l'en la même
  • 01:06:04
    pression p 0 à l'extérieur
  • 01:06:06
    lepisto ne pèse rien du tout il a une
  • 01:06:08
    masse négligeable donc la pression à
  • 01:06:10
    l'intérieur ceux là même que la pression
  • 01:06:12
    à l'extérieur l'égalité dépression est
  • 01:06:15
    normal parce qu'en fait si la pression à
  • 01:06:17
    l'intérieur était supérieure à la
  • 01:06:18
    pression à l'extérieur ça pousserait
  • 01:06:20
    lepisto vers le haut
  • 01:06:21
    si la pression à l'extérieur était
  • 01:06:24
    supérieure à la pression à l'intérieur
  • 01:06:25
    ça pousserait le piston vers le bas je
  • 01:06:28
    suppose qu'on étale équilibre donc les
  • 01:06:30
    pressions sont égales donc état initial
  • 01:06:33
    pzero pzero l'état final sur l'état
  • 01:06:36
    final on aura une masse grands thèmes
  • 01:06:39
    qui elle n'est pas négligeable qui est
  • 01:06:41
    sur le piston est donc en fait mon
  • 01:06:44
    fiston aura été enfoncés puisque
  • 01:06:46
    maintenant on a on a sept ma cm qui
  • 01:06:48
    exercent une surpression sur le piston
  • 01:06:51
    et le grâce à l'intérieur aura vu sa
  • 01:06:53
    pression augmenter la pression ça sera
  • 01:06:55
    maintenant paix un pays qui est
  • 01:06:57
    supérieur à p 0 à l'extérieur c'est
  • 01:07:00
    toujours la pression atmosphérique
  • 01:07:01
    aucune raison que ça change
  • 01:07:02
    par contre à l'intérieur le gas oralité
  • 01:07:04
    compris mais cette transformation la qui
  • 01:07:08
    consiste donc à partir de cet état
  • 01:07:09
    initial que l'on voit à gauche pour
  • 01:07:12
    aller sur l'état final que vous voyez à
  • 01:07:13
    droite on peut le faire à faire de deux
  • 01:07:16
    manières différentes preuves
  • 01:07:19
    hier manière comme une transformation
  • 01:07:22
    réversible en fait on va vouloir aller
  • 01:07:25
    de l'état initial à l'état final par une
  • 01:07:28
    succession d'états d' équilibre comment
  • 01:07:31
    faire eh bien je vais rajouter la masse
  • 01:07:34
    grands thèmes non pas d'un coup mais par
  • 01:07:37
    petit morceau par exemple j'ajoute petit
  • 01:07:39
    à petit des petites masses masse petit m
  • 01:07:42
    une deuxième une troisième etc jusqu'à
  • 01:07:46
    la fin avant la masse grands thèmes j'y
  • 01:07:48
    vais doucement
  • 01:07:48
    donc je mets une petite masse petite
  • 01:07:51
    emme lepisto il se remet à lille pousse
  • 01:07:53
    un peu il se remet à léquilibre gens
  • 01:07:56
    mais une deuxième il pousse un peu il se
  • 01:07:57
    remet un équilibre jamais une troisième
  • 01:08:00
    oui donc là la transformation se fait
  • 01:08:02
    comme une succession d'états des
  • 01:08:04
    équilibres à tout instant on a équilibre
  • 01:08:07
    de pression la pression à l'intérieur
  • 01:08:09
    est égale à la pression à l'extérieur
  • 01:08:11
    plus la surpression qui a été fait
  • 01:08:14
    qu'elle est la surpression mais la
  • 01:08:16
    pression c'est une force que diviser une
  • 01:08:18
    surface la force c'est le poids de cette
  • 01:08:22
    masse m que j'ai rajouté
  • 01:08:23
    ça fait donc mg la surface c'est grant
  • 01:08:26
    est donc à l'intérieur gp qui est égal à
  • 01:08:29
    p zéro plus
  • 01:08:30
    mg / s et comme ça tranquille où je
  • 01:08:34
    rajoute mais petite masse jusqu'à ce
  • 01:08:36
    qu'ils aient la masse dans des mais
  • 01:08:37
    j'arrive à l'état final deuxième manière
  • 01:08:41
    de faire la transformation
  • 01:08:43
    transformation irréversible là j'ai pas
  • 01:08:45
    la patience de rajouter les petites
  • 01:08:47
    masses les unes après les autres
  • 01:08:48
    je prends la surcharge et tac je la
  • 01:08:51
    colle sur le piste ho à ce moment là la
  • 01:08:54
    pression extérieure est constante je
  • 01:08:56
    suis de suite à la masse grands thèmes
  • 01:08:57
    au lieu d'augmenter la pression
  • 01:08:59
    progressivement comme dans le cas
  • 01:09:01
    réversible je vais de suite à une
  • 01:09:03
    pression constante
  • 01:09:04
    en fait je rajoute de cette masse là et
  • 01:09:08
    lepisto sambou s'enfonçe brutalement de
  • 01:09:11
    manière irréversible
  • 01:09:12
    j'ai pas d'état déquilibre jusqu'à la
  • 01:09:15
    fin jusqu'à ce qu'il trouve son
  • 01:09:16
    équilibre parce que le gaz à l'intérieur
  • 01:09:18
    aura été compressé la masse va enfoncer
  • 01:09:21
    le piston de manière violente
  • 01:09:23
    c'est une transformation irréversible
  • 01:09:26
    donc la transformation réversible petit
  • 01:09:29
    à petit je mets des surcharges et j'y
  • 01:09:31
    vais par une succès
  • 01:09:32
    si on est à déquilibre transformation
  • 01:09:34
    irréversible jeu mais la masse grands
  • 01:09:36
    thèmes deux coups et la gravité fait que
  • 01:09:39
    le la pesanteur fait que ce piston
  • 01:09:41
    s'enfonçe brutalement est éloquent fond
  • 01:09:45
    c'est le gars s'est compris me le garde
  • 01:09:46
    ce qu'il faut bien comprendre c'est que
  • 01:09:48
    l'état final c'est exactement le même en
  • 01:09:50
    fait vous aurez dans les deux cas vous
  • 01:09:53
    irez sur l'état final avec une question
  • 01:09:54
    pzero à l'extérieur une pression pm à
  • 01:09:57
    l'intérieur l'état final sera le même
  • 01:09:59
    mais par contre le travail et la chaleur
  • 01:10:02
    échangé avec l'extérieur dans une des
  • 01:10:05
    transformations et dans l'autre ne
  • 01:10:06
    seront pas le même donc le travail
  • 01:10:09
    l'énergie qui va être échangé le travail
  • 01:10:12
    c'est l'énergie mécanique l'énergie
  • 01:10:13
    mécanique qui va être échangé avec
  • 01:10:15
    l'extérieur et aussi à chaleur qui va
  • 01:10:17
    être produite mais ne va pas être le
  • 01:10:19
    même la même dans les deux cas dans une
  • 01:10:22
    transformation réversible une
  • 01:10:23
    transformation irréversible il va
  • 01:10:25
    falloir comme calcul de manière
  • 01:10:26
    différente
  • 01:10:27
    le travail et la chaleur donc il faut
  • 01:10:29
    vraiment quand on a une transformation
  • 01:10:31
    il suffit pas de savoir d'où je pars à
  • 01:10:34
    où j'arrive
  • 01:10:34
    mais il faut savoir comment j'y vais par
  • 01:10:37
    quel type de transformation est ce que
  • 01:10:39
    cette transformation irréversible ou
  • 01:10:41
    irréversible alors un peu plus loin les
  • 01:10:49
    différentes transformations les voici
  • 01:10:50
    donc on va pouvoir aller d'un état à un
  • 01:10:54
    autre
  • 01:10:54
    par exemple en maintenant la température
  • 01:10:57
    constante
  • 01:10:58
    ce sera une transformation dit isotherme
  • 01:11:01
    température constante
  • 01:11:02
    on peut aller d'un état à un autre en
  • 01:11:05
    maintenant la pression constante
  • 01:11:07
    ce sera ce qu'on appellera une isobar à
  • 01:11:11
    pression constante
  • 01:11:12
    on peut aller d'un état à un autre en
  • 01:11:14
    maintenant le volume constant c'est ce
  • 01:11:17
    qu'on appellera unizo corps donc terme à
  • 01:11:20
    retenir isotherme vous le connaissez
  • 01:11:22
    déjà peut-être mais isobar pression
  • 01:11:25
    constante iso corps volume constant donc
  • 01:11:29
    les trois les 3 2 de gauche sont
  • 01:11:32
    réellement à retenir ensuite quand on va
  • 01:11:35
    regarder notre manière de faire des
  • 01:11:38
    transformations on à la transformation
  • 01:11:40
    iso température ils ont température veut
  • 01:11:43
    dire que la tempête
  • 01:11:44
    sur du début et la température de fin
  • 01:11:46
    sont égales mais pas forcément les deux
  • 01:11:49
    sont égales au début à la fin mais pas
  • 01:11:52
    forcément pendant le trajet ça pu être
  • 01:11:54
    sa pu être différent à partir du moment
  • 01:11:56
    où vous revenez à la même température
  • 01:11:57
    que la température du début c'est une
  • 01:12:00
    transformation mise aux températures
  • 01:12:02
    transformation iso pression pression du
  • 01:12:05
    début est égale à la pression de la fin
  • 01:12:06
    c'est pas forcément isobar et pour finir
  • 01:12:10
    une quête très importante la
  • 01:12:12
    transformation adiabatique adiabatique
  • 01:12:14
    signifie que l'on n'échange pas de
  • 01:12:16
    chaleur avec l'extérieur qu égal 0 vous
  • 01:12:19
    échangez vous pouvez changer du travail
  • 01:12:21
    mais vous échangez pas de chaleur avec
  • 01:12:24
    l'extérieur
  • 01:12:25
    voilà les principales transformations
  • 01:12:27
    isotherme isobar isotopes iso
  • 01:12:30
    température iso pression et à dia matic
  • 01:12:32
    on va on va prendre chacune de ces types
  • 01:12:35
    de transformation et on va regarder
  • 01:12:37
    comment comment évolue le gaz quand on
  • 01:12:40
    fait cette transformation et quelles
  • 01:12:42
    sont les valeurs de chaleur et de
  • 01:12:44
    travail échanger avec le milieu
  • 01:12:46
    extérieur pour chacune de ces
  • 01:12:47
    transformations ont bien sûr ça c'est
  • 01:12:50
    les transformations classique une
  • 01:12:52
    transformation peut aussi être kelkoo à
  • 01:12:54
    ce moment là donc on parle d'un endroit
  • 01:12:56
    on arrive dans un autre de façon
  • 01:12:58
    quelconque
  • 01:12:59
    très souvent ce qu'on fera on va la
  • 01:13:01
    décomposer cette transformation en
  • 01:13:02
    plusieurs transformations une isotherme
  • 01:13:05
    suivi d'une isobar ou une adiabatique
  • 01:13:07
    suivi d'une isobar suivi d'unizo corps
  • 01:13:10
    etc etc
  • 01:13:11
    il faudra la décomposé en plusieurs
  • 01:13:15
    transformations qui va nous permettre de
  • 01:13:18
    faire qui nous permettront de faire de
  • 01:13:20
    faire des calculs
  • 01:13:31
    vers la thermodynamique avec ce chapitre
  • 01:13:34
    ce sous chapitre 7 l'équation d'état
  • 01:13:36
    d'un gas est la plus on va voir la
  • 01:13:39
    l'équation d'état la plus utilisée
  • 01:13:41
    l'équation d'état dit équation d'état
  • 01:13:44
    des gaz parfait c'est un modèle
  • 01:13:46
    théorique
  • 01:13:47
    alors d'où vient ce modèle et devient
  • 01:13:50
    son succès son succès vient qu'il est
  • 01:13:52
    particulièrement simple une équation
  • 01:13:53
    d'état c'est simplement une équation qui
  • 01:13:55
    relie les variables d'état on a vu que
  • 01:13:58
    nos variables détaille t pression volume
  • 01:14:00
    température et quantité de matières pvt
  • 01:14:04
    m il ya une équation qui va me relier c4
  • 01:14:08
    c4 variable l'état est appelé équation
  • 01:14:11
    d'état et on en dispose d'une
  • 01:14:13
    particulièrement simple équation d'état
  • 01:14:15
    des gaspards fait qu'elle est
  • 01:14:17
    l'hypothèse qui sous tend cette équation
  • 01:14:19
    d'état des gaspards fait rien il ya deux
  • 01:14:21
    hypothèses
  • 01:14:23
    premièrement les molécules du gaz sont
  • 01:14:26
    assimilables à des points matériel
  • 01:14:28
    ce n'est pas vrai à une molécule c'est
  • 01:14:30
    un noyau ctc des animaux menaçants blida
  • 01:14:34
    tonnes chacun chacun de ces atomes c'est
  • 01:14:36
    un noyau avec un nuage électronique tout
  • 01:14:38
    ça occupe un certain volume c'est pas un
  • 01:14:40
    point n c'est pas une peau est
  • 01:14:41
    mathématique
  • 01:14:42
    donc ça déjà c'est une c'est une
  • 01:14:45
    hypothèse simplificatrice donc les
  • 01:14:48
    molécules sont assimilables à des
  • 01:14:50
    preuves matérielles et deuxièmement les
  • 01:14:52
    forces d'interaction entre molécules
  • 01:14:54
    sont négligeables
  • 01:14:55
    en fait on va supposer que dans ce gaz
  • 01:14:58
    les molécules health ignore royalement
  • 01:15:00
    elles ne cernent n 21 6-1 interagissent
  • 01:15:03
    jamais elle ne se cogne jamais les unes
  • 01:15:05
    sur les autres
  • 01:15:06
    elle ne s'attire pas ne se repoussent
  • 01:15:08
    pas elle signe ans si vous faites ces
  • 01:15:10
    deux hypothèses
  • 01:15:11
    vous avez une équation particulièrement
  • 01:15:14
    simple quelle est la validité de ces
  • 01:15:16
    deux hypothèses
  • 01:15:17
    mais la validité ça sera d'autant plus
  • 01:15:20
    vrai ces deux hypothèses que vous êtes à
  • 01:15:22
    haute température à haute température
  • 01:15:25
    l'énergie d'agitation thermique et
  • 01:15:27
    grande devient grande devient importante
  • 01:15:29
    puisqu'elle est elle et elle dépend de
  • 01:15:31
    la température
  • 01:15:32
    donc cette énergie d'agitation thermique
  • 01:15:33
    devient plus grande que l'énergie de
  • 01:15:35
    liaison entre molécules ou entre atomes
  • 01:15:38
    à l'intérieur du gas donc ça part dans
  • 01:15:41
    tous les sens et donc c'est beaucoup
  • 01:15:42
    plus facile
  • 01:15:43
    ignorés comme vous vous agitez dans tous
  • 01:15:45
    les sens plutôt que quand vous allez
  • 01:15:47
    lentement quand on va lentement on peut
  • 01:15:48
    plus difficilement signoret et c'est
  • 01:15:51
    pareil pour les molécules
  • 01:15:52
    elles vont si elles sont très agités
  • 01:15:54
    c'est à dire si elles sont à haute
  • 01:15:55
    température
  • 01:15:56
    on pourra négliger l'énergie de liaison
  • 01:15:58
    entre molécules ou entre atomes les
  • 01:16:01
    recevants l'énergie thermique et à ce
  • 01:16:02
    moment là
  • 01:16:03
    l'hypothèse d'un ce parfait sera pas
  • 01:16:05
    mauvaise et deuxièmement à basse
  • 01:16:08
    pression parce qu'à basse pression si
  • 01:16:11
    vous diminuez la pression les molécules
  • 01:16:12
    les atomes elles s'écartent les uns des
  • 01:16:15
    autres la distance moyenne entre
  • 01:16:16
    molécules devient grande et à ce
  • 01:16:18
    moment-là l'énergie de liaison devient
  • 01:16:20
    faible
  • 01:16:21
    donc c'est facile que c'est facile de
  • 01:16:24
    voir que l'énergie de liaison va pouvoir
  • 01:16:25
    être négligée devant l'énergie thermique
  • 01:16:27
    donc à haute température ou à basse
  • 01:16:29
    pression
  • 01:16:30
    le modèle des gaspards kiev a marché
  • 01:16:32
    parfaitement si on descend la
  • 01:16:34
    température et que la pression elle
  • 01:16:36
    augmente ni marche encore pas trop mal
  • 01:16:38
    en fait on constate qu'ils marchent
  • 01:16:40
    quand même pas si mal
  • 01:16:41
    il faut pas il faut simplement ne pas
  • 01:16:43
    trop s'approcher des des moments par
  • 01:16:45
    exemple ou un gaz va commencer à se
  • 01:16:48
    transformer en liquide va se liquéfier
  • 01:16:50
    parce que là les molécules sont très
  • 01:16:52
    proches les unes des autres et le modèle
  • 01:16:53
    de base par fait marche mal mais en gros
  • 01:16:56
    pour l'instant on va prendre ce modèle
  • 01:16:58
    de das parfait et on va le lui ont valu
  • 01:17:00
    l'étudier alors jeune et j'ai beaucoup
  • 01:17:02
    parlé du vase parfait mais j'ai pas
  • 01:17:04
    donné l'équation la voilà elle est
  • 01:17:05
    particulièrement simple il faut
  • 01:17:06
    évidemment la retenir vous l'avez déjà
  • 01:17:08
    probablement utilisé pv produits
  • 01:17:11
    d'impression par le volume est égal à
  • 01:17:14
    nrt le nombre de vols que multiplie une
  • 01:17:17
    constante grand air que multiplie t la
  • 01:17:20
    température en kelvin pression pascal
  • 01:17:24
    température en kelvin vais en mètres
  • 01:17:26
    cubes à ce moment-là air vo 8,31 joule
  • 01:17:30
    par mol et par calvin
  • 01:17:32
    on appelle cette constante grande terre
  • 01:17:33
    la constante élégance des gaspards fait
  • 01:17:35
    on peut faire guère plus simples que
  • 01:17:38
    l'équation d'état des gaspards fait avec
  • 01:17:40
    quatre variables
  • 01:17:41
    on a nos quatre variables pv n était on
  • 01:17:44
    a simplement une constante grand air qui
  • 01:17:46
    se rajoute on peut guère faire plus
  • 01:17:48
    simple comme équation de physique
  • 01:17:50
    c'est extrêmement utile et heureusement
  • 01:17:52
    ça nous permettra si vous allez voir que
  • 01:17:54
    ça va nous permettre de faire
  • 01:17:56
    de la thermodynamique centraux trop de
  • 01:17:58
    douleur mathématiques il yad'autres
  • 01:18:02
    d'autres équation d'état que l'équation
  • 01:18:04
    d'état des glaces parfait et en
  • 01:18:06
    particulier un certain van der waals a
  • 01:18:09
    été qui a eu pour ça le prix nobel en
  • 01:18:11
    1911 à apporter en fait son équation
  • 01:18:15
    d'état ce sont des corrections sur les
  • 01:18:17
    quotients d'état de grâce parfait donc
  • 01:18:19
    c'est un modèle de gaz réels qui apporte
  • 01:18:21
    des corrections aux modèles de gpg pc
  • 01:18:24
    c'est l'abréviation pour gaspard fait en
  • 01:18:27
    fait il va tenir compte du fait que le
  • 01:18:28
    volume disponible pour une molécule est
  • 01:18:31
    réduit par la présence des autres
  • 01:18:33
    molécules d'un vélo bears parfait on
  • 01:18:35
    considère qu'une kills ignorant
  • 01:18:36
    complètement donc son époux et matériels
  • 01:18:38
    dont qu'ils ont tous le volume chaque
  • 01:18:40
    molécule à tout le volume à sa
  • 01:18:42
    disposition
  • 01:18:42
    avec l'équation de van der waals on va
  • 01:18:45
    dire que le volume disponible pour une
  • 01:18:47
    molécule est plus petit que le volume
  • 01:18:49
    total parce qu'il ya les autres
  • 01:18:51
    molécules et aussi la pression d'un gaz
  • 01:18:53
    va être augmentée par l'attraction des
  • 01:18:55
    molécules entre l1 là ils signeront pas
  • 01:18:58
    les molécules mais on va mettre quelque
  • 01:19:00
    chose avec quelque chose dans l'équation
  • 01:19:01
    d'état des gaspards fait qui va
  • 01:19:03
    augmenter cette pression est bien en
  • 01:19:05
    mettant ça on obtient une nouvelle
  • 01:19:06
    équation elle est allée noter ici
  • 01:19:08
    pay plus un écart et petit assure v2
  • 01:19:11
    c'est la pression corrigé que multiples
  • 01:19:14
    iv - lnb
  • 01:19:15
    c'est le volume corrigé est égal à nrt
  • 01:19:18
    donc une équation au prix d'une
  • 01:19:20
    complexification voyez que le volume
  • 01:19:22
    interviennent v intervient comme le
  • 01:19:24
    carré vert intervient au numérateur au
  • 01:19:26
    dénominateur etc
  • 01:19:27
    ça commence à se compliquer n intervient
  • 01:19:30
    trois fois donc c'est une équation qui
  • 01:19:32
    commencent à se compliquer et qui permet
  • 01:19:34
    en fait de préciser un peu l'équation en
  • 01:19:37
    état des gaspards fait surtout comme je
  • 01:19:39
    vous disais quand on approche des
  • 01:19:40
    transitions de phase
  • 01:19:41
    quand on approche de la liquéfaction de
  • 01:19:44
    gaz par exemple
  • 01:19:45
    mais l'équation d'état des deux van der
  • 01:19:47
    waals peut devenir importante pour nous
  • 01:19:49
    je les ai mises d'un secours juste pour
  • 01:19:51
    pour mémoire pour vous expliquer qu'il
  • 01:19:53
    yad'autres équation d'état qui peuvent
  • 01:19:54
    être plus compliquées et que vous
  • 01:19:56
    étudierez est virtuellement a
  • 01:19:58
    ultérieurement si vous faites de la de
  • 01:20:00
    la chimie ou de la physico-chimie à un
  • 01:20:02
    peu plus un peu plus tard dans votre
  • 01:20:04
    dans votre cursus
  • 01:20:07
    donc nous nous contenterons de
  • 01:20:08
    l'équation d'état des gaspards fait on
  • 01:20:10
    va déjà travaillé avec ça et ça devrait
  • 01:20:12
    nous suffire
  • 01:20:16
    les gaspards fait en une propriété
  • 01:20:19
    extrêmement importante et que retenez
  • 01:20:21
    bien un mélange de gaz parfait est anase
  • 01:20:24
    parfait en fait si des molécules sont
  • 01:20:27
    des poèmes et qu'elles s'ignorent vous
  • 01:20:29
    prenez un premier volume de glace avec
  • 01:20:31
    des points qui s'ignorent vous mettez
  • 01:20:33
    avec un deuxième volume de gaz qui sont
  • 01:20:34
    aussi des points et qui signe en vous
  • 01:20:36
    mettez tous ensemble vous avez des
  • 01:20:38
    points qui s'ignore un mélange de gaz
  • 01:20:40
    parfait et un glass parfait donc
  • 01:20:42
    essayons de développer ça ne peut dans
  • 01:20:44
    l'est dans les équations
  • 01:20:46
    donc on va mais là on va considérer
  • 01:20:48
    qu'on a un certain nombre de gaz parfait
  • 01:20:50
    mélange et on va appeler ennemi n 1 10 i
  • 01:20:53
    le nombre de vols du yen gas et en fait
  • 01:20:58
    on va définir ce qu'on appelle la
  • 01:21:00
    pression partielle de ce gars ce matin
  • 01:21:03
    on a un mélange d'audace parfait on peut
  • 01:21:05
    définir ce qu'on appelle la pression
  • 01:21:07
    partielle de chaque gaz qui sont à
  • 01:21:09
    l'intérieur du mélange la pression
  • 01:21:11
    partielle de chaque gaz c'est la
  • 01:21:13
    pression du gaz s'ils occupaient tout
  • 01:21:16
    seul
  • 01:21:16
    le volume total à la même température si
  • 01:21:19
    les copains n'était pas là si les autres
  • 01:21:21
    étaient pas là donc en fait la pression
  • 01:21:23
    du yen gaz ces pays qui est égal à n é
  • 01:21:28
    le nombre de moldus im gasquet
  • 01:21:30
    multiplient rt sur vtv sont toujours les
  • 01:21:34
    mêmes
  • 01:21:34
    elles dépendent pas du gaz par contre
  • 01:21:36
    émis oui dépend du gaz c'est une
  • 01:21:38
    variable extensive
  • 01:21:40
    donc il dépend du casting pays c'est
  • 01:21:43
    tout simplement
  • 01:21:44
    annie rt sur v c'est la pression
  • 01:21:46
    partielle quelle est la propriété de ces
  • 01:21:49
    pressions partiel pour qu'on a défini sa
  • 01:21:51
    mais tout simplement parce que la
  • 01:21:53
    pression totale
  • 01:21:54
    c'est la somme de toutes les pressions
  • 01:21:56
    partiel la pression du gaz dans le
  • 01:21:59
    mélange est égale à la somme de toutes
  • 01:22:01
    les pressions partiel on peut le
  • 01:22:02
    démontrer facilement la pression du gaz
  • 01:22:04
    dans le mélange cpc mrt sur v avec haine
  • 01:22:07
    qui est la somme des ennemis là la somme
  • 01:22:11
    de toutes les toutes les nombres de mol
  • 01:22:13
    de tous les gas est donc en fait la
  • 01:22:16
    somme de tous les ennemis c'est la somme
  • 01:22:18
    des pays c'est tout
  • 01:22:19
    eco multiples irt sur v c'est la somme
  • 01:22:21
    de tous les pays donc la pression totale
  • 01:22:24
    c'est la somme des pressions partiel
  • 01:22:26
    c'est extrêmement pratique pour
  • 01:22:28
    manipuler les mélanges de gaz autre
  • 01:22:31
    formule la pression partielle c'est la
  • 01:22:34
    fraction maulin que multiplie la
  • 01:22:35
    pression totale
  • 01:22:37
    démontrons le pays pression partielle du
  • 01:22:40
    iiieme gas qui est égal à eni rt sur vcn
  • 01:22:46
    i p suresnes
  • 01:22:48
    je peux remplacer rt sur v ici par paix
  • 01:22:51
    sur elle et donc on voit apparaître ici
  • 01:22:54
    un terme et ni sur elle ni sur nc la
  • 01:22:57
    fraction molères donc c'est là le nombre
  • 01:23:00
    de moldus im gas que divise le nombre de
  • 01:23:03
    mots le total de tous les gas et donc
  • 01:23:05
    c'est ixic multiplient paix la pression
  • 01:23:07
    totale du ps donc avec ces deux
  • 01:23:10
    propriétés pression totale égale sommes
  • 01:23:12
    des pressions partiel et pression
  • 01:23:14
    partiel égale fraction molaires de
  • 01:23:15
    multiples pressions total on peut on
  • 01:23:18
    peut résoudre tout un tas de problèmes
  • 01:23:19
    de physique ou les mélanges de masse
  • 01:23:21
    parfait les mélanges de gars parfait
  • 01:23:23
    intervient dernière
  • 01:23:31
    arterris tic dans cette introduction
  • 01:23:32
    dans ce chapitre heures je vais parler
  • 01:23:35
    de compression et de dilatation
  • 01:23:36
    thermique je le dis encore
  • 01:23:38
    l'introduction là la température la
  • 01:23:41
    propriété de fer dilater ou comprimés
  • 01:23:44
    les milieux matériel que ça soit que ça
  • 01:23:48
    soit un liquide solide ou un gaz il ya
  • 01:23:51
    des conséquences à la variation de
  • 01:23:52
    température alors le cas du gaz le cas
  • 01:23:56
    du gaz c'est un peu compliqué à cause du
  • 01:23:58
    fait que le gaz est caractérisée par
  • 01:24:00
    donc quatre variables d'état même si on
  • 01:24:03
    bloque la quantité de matière
  • 01:24:05
    c'est-à-dire le nombre de vols ou le
  • 01:24:07
    nombre de kilogrammes il nous reste peu
  • 01:24:08
    élevée et et la variation de thé peut
  • 01:24:13
    influer sur paix sur v ou sur les deux
  • 01:24:16
    donc ce cas là le cas du gaz c'est
  • 01:24:19
    peut-être le plus compliqué c'est le
  • 01:24:20
    plus compliqué quand on considère la
  • 01:24:21
    dilatation thermique
  • 01:24:23
    alors allons-y cas du casse on va
  • 01:24:25
    définir plusieurs coefficient pour
  • 01:24:28
    caractériser le comportement du gaz
  • 01:24:30
    quand on change en lui change sa
  • 01:24:32
    température premier coefficient le
  • 01:24:35
    coefficient de dilatation thermique à
  • 01:24:37
    pression constante
  • 01:24:38
    alpha alpha par définition c'est un sur
  • 01:24:43
    vbc la tempe et il a assez là c'est le
  • 01:24:46
    volume 1 sur v dérivées partielles
  • 01:24:48
    devait par rapport à t1 pression
  • 01:24:52
    constante donc un sur v dérivées
  • 01:24:55
    partielles devait par rapport à la
  • 01:24:57
    température pression constante
  • 01:24:59
    calculons de suite pour un gars parfait
  • 01:25:01
    ce que ça donne ça va fixer les idées
  • 01:25:04
    prenons une gaspard fait un gars parfait
  • 01:25:06
    pv galène rt
  • 01:25:08
    donc quand je dois calculer la dérivées
  • 01:25:10
    partielles devait par rapport à la
  • 01:25:12
    température
  • 01:25:12
    je vais exprimer et v c'est quoi mais v
  • 01:25:16
    cnrt sur p&g tout simplement fait passer
  • 01:25:19
    le p de l'autre côté de l'équation il
  • 01:25:21
    est il ay la télé au dénominateur et
  • 01:25:24
    maintenant on va dériver v par rapport à
  • 01:25:27
    la température
  • 01:25:27
    si je dérive et par rapport à la
  • 01:25:29
    température a maintenant la pression
  • 01:25:31
    constante
  • 01:25:32
    mais ça fait n r / p en dérive par
  • 01:25:36
    rapport à tes ans maintenant tous les
  • 01:25:39
    autres paramètres constants ces sacs ce
  • 01:25:41
    que signifie la pression partielle au
  • 01:25:43
    delà
  • 01:25:44
    dérivées partielles pardon on dérive v
  • 01:25:47
    par rapport à la température
  • 01:25:48
    ça veut dire qu'on va faire varier la
  • 01:25:50
    température mais les autres ne varie pas
  • 01:25:51
    donc si les autres ne varie pas mais ça
  • 01:25:54
    va faire un air / p donc ma dérivées
  • 01:25:57
    partielles peu dont j'ai besoin c'est un
  • 01:25:58
    air / p je la remets la mangue
  • 01:26:00
    officiellement alpha alpha s'est insurgé
  • 01:26:03
    des devez sur des terres pression
  • 01:26:04
    constante
  • 01:26:05
    vous remplacez mais ça fait 1 sûreté
  • 01:26:08
    donc la dérive et ce coefficient alpha
  • 01:26:11
    est particulièrement simple pour les
  • 01:26:13
    poulets pour les gaspards fait c'est
  • 01:26:16
    l'inversé de la température deuxième
  • 01:26:21
    coefficient qui permet de caractériser
  • 01:26:24
    le l'évolution d'un gars sous l'effet de
  • 01:26:27
    la température
  • 01:26:28
    le coefficient d'augmentation de
  • 01:26:30
    pression à volume constant
  • 01:26:32
    ce coup ci on l'appelle bêta et beta
  • 01:26:35
    c'est un super d2 paix sur des notes et
  • 01:26:39
    à volume constant
  • 01:26:40
    le petit v là signifie qu'on va
  • 01:26:42
    maintenir le volume sans calcul ans que
  • 01:26:45
    ça fait pour un gars parfait pour un
  • 01:26:47
    gars parfait je repars de mon équation
  • 01:26:49
    d'état des gaspards fait pv égale nrt ce
  • 01:26:53
    qui me fait p égal nrt sur v je veux
  • 01:26:56
    dérivés paie donc j'exprime pp égale nrt
  • 01:26:59
    sur des jeux le dérive dlp sur des
  • 01:27:02
    doutes et à volume constant mais ça fait
  • 01:27:05
    n r sur v je le remplace dans
  • 01:27:09
    l'expression de bêta 1 sur pékin
  • 01:27:11
    multiplie nerfs sur v et vi a fait une
  • 01:27:14
    sûreté donc à nouveau on retrouve un
  • 01:27:17
    sûreté pour un gars parfait
  • 01:27:18
    le coefficient bêta c'est aussi un
  • 01:27:21
    sûreté comme enfin troisième et dernier
  • 01:27:28
    coefficient pour les gaz le coefficient
  • 01:27:31
    de compressibilité isotherme on
  • 01:27:34
    l'appelle qui cette lettre grecque cette
  • 01:27:36
    espèce de x tordu c'est une lettre
  • 01:27:39
    grecque
  • 01:27:39
    c'est la lettre qui qui est en mai 1 1
  • 01:27:42
    disputé puisque la température va rester
  • 01:27:44
    constante on mène m17 et pour montrer
  • 01:27:46
    que la température est constante c'est
  • 01:27:48
    donc le coefficient quitté d'équité par
  • 01:27:51
    définition c'est moins un sur v d devait
  • 01:27:54
    sur des dopés à température constante
  • 01:27:58
    alors il va falloir pour l'exprimer
  • 01:28:01
    exprimé g et le dérivé
  • 01:28:03
    mais avant tout intéressons-nous un
  • 01:28:05
    signe pourquoi celui-là est négatif les
  • 01:28:07
    autres étaient positifs sur la i négatif
  • 01:28:09
    mais celui-là il est négatif tout
  • 01:28:11
    simplement parce qu'en fait la dérive et
  • 01:28:12
    des devez sur dp elle va être aussi
  • 01:28:15
    négative et donc comme elle est négative
  • 01:28:17
    avec le signe - ce qui advint ça fera un
  • 01:28:20
    nombre qui sera positif
  • 01:28:21
    ce coefficient en fait il est positif il
  • 01:28:24
    ya moins de vent simplement parce que la
  • 01:28:27
    dérive et devaient par rapport à p va
  • 01:28:29
    être négative
  • 01:28:30
    je vais vous le prouver mathématiquement
  • 01:28:32
    mais on peut aussi le comprendre lorsque
  • 01:28:34
    je varie la pression lorsque je veux
  • 01:28:36
    augmenter la pression il faut que je
  • 01:28:37
    diminue le volume et donc la dérive et
  • 01:28:40
    devait la variation ne vais que divise
  • 01:28:43
    la variation de pression et b elle et
  • 01:28:45
    elle est négative et donc c'est pour ça
  • 01:28:47
    que la dérive et devaient par rapport à
  • 01:28:49
    p va être négatif prouvant le
  • 01:28:51
    mathématiquement prononce donc le gaz
  • 01:28:53
    parfait pv égale nrt je veux dérivés v
  • 01:28:56
    par rapport à paix dont j'exprime vais
  • 01:28:59
    en fonction de tout le reste j'ai été
  • 01:29:01
    gala nrt / p et lorsque je le dis vive
  • 01:29:04
    paix est un dénominateur
  • 01:29:06
    ça va me faire - nr sur p2 donc sépia
  • 01:29:11
    négatif c'est exactement ce que
  • 01:29:13
    j'annonce et est donc en mettant moins
  • 01:29:15
    un sur v un homme rebâtissant le le
  • 01:29:18
    coefficient petit et si je fais moins un
  • 01:29:20
    sur vd devait sur dp à température
  • 01:29:23
    constante
  • 01:29:24
    j'introduis - à néant sur p2 dans cette
  • 01:29:27
    équation là et au finish on voit que ça
  • 01:29:29
    fait 1 / p donc ce coefficient tite et
  • 01:29:32
    il est particulièrement simple aussi et
  • 01:29:33
    il vaut 1 / p donc ces trois
  • 01:29:36
    coefficients sont les introduit
  • 01:29:39
    traditionnellement quand on fait un
  • 01:29:40
    cours de thermodynamique
  • 01:29:41
    souvent on se serre on se sert du
  • 01:29:44
    dernier le coefficient de
  • 01:29:45
    compressibilité isotherme quelquefois
  • 01:29:47
    des deux autres alpha et bêta donc vous
  • 01:29:50
    avez quelques exercices un ou deux
  • 01:29:52
    exercices de t d où ils font appel à ces
  • 01:29:54
    à ces notions
  • 01:30:01
    le deuxième cas après le cas du gaz
  • 01:30:04
    c'est le liquide ou le solide c'est plus
  • 01:30:06
    simple parce que là on n'a pas à se
  • 01:30:08
    préoccuper de pression et 2 et 2 et de
  • 01:30:11
    volumes en fait un liquide ou un solide
  • 01:30:14
    un liquide et solide va se dit la terre
  • 01:30:16
    et la température si la température
  • 01:30:18
    augmente il se dilate donc ses
  • 01:30:20
    dimensions vont augmenter dans toutes
  • 01:30:23
    les directions
  • 01:30:23
    la longueur la largeur la hauteur toutes
  • 01:30:26
    les dimensions vont augmenter et si le
  • 01:30:29
    souci si la température diminue celle
  • 01:30:31
    inverse toutes les dimensions vont
  • 01:30:32
    diminuer donc pour le cas du liquide du
  • 01:30:36
    solide on va plutôt distingué si on
  • 01:30:38
    s'intéresse à la longueur de l'objet à
  • 01:30:40
    la surface de l'objet ou au volume de
  • 01:30:42
    l'objet on va distinguer donc trois cas
  • 01:30:45
    le coefficient de dilatation linéaire on
  • 01:30:48
    va appeler deux cas l un sur l dl /
  • 01:30:52
    d'été qui me caractérise comment quand
  • 01:30:55
    la température varie
  • 01:30:57
    s comme comment la longueur va varier un
  • 01:31:00
    dock c'est pour ça qu'il est linéaire
  • 01:31:01
    dams une direction
  • 01:31:02
    le coefficient de dilatation surfacique
  • 01:31:06
    qui est un sur sds sur d'été qui me
  • 01:31:09
    permet non qui va me permettre de
  • 01:31:11
    connaître comment la surface varie
  • 01:31:14
    lorsque je varie la température lorsque
  • 01:31:16
    je fait varier la température et puis le
  • 01:31:18
    coefficient de dilatation volumique
  • 01:31:20
    qu'avait 1 / vd jay sur d'été évidemment
  • 01:31:23
    vous avez compris qui me permet de
  • 01:31:25
    savoir comment le volume varie pas la
  • 01:31:27
    température varie en fait c'est trop
  • 01:31:29
    coefficient que vous allez voir qu'ils
  • 01:31:30
    sont liés les uns aux autres et surtout
  • 01:31:32
    ces trois coefficient aussi dépendent du
  • 01:31:34
    matériau considérez vous avez un cas
  • 01:31:35
    elle pour l'acier vous avez qu à elle
  • 01:31:37
    pour lui
  • 01:31:38
    vous avez un cas elle pour dieu sait
  • 01:31:40
    quoi le bois etc
  • 01:31:42
    ça dépend bien sûr du matériau que l'on
  • 01:31:44
    considère comment utiliser c'est comment
  • 01:31:49
    utiliser ces coefficients bien c'est ce
  • 01:31:52
    coefficient ils permettent de calculer
  • 01:31:53
    quelle est la longueur d'un objet à une
  • 01:31:55
    certaine température donc supposons
  • 01:31:58
    qu'un objet présente une longueur elle 0
  • 01:32:00
    à température t0 c'est mon état initial
  • 01:32:04
    je monte la température au jeu des
  • 01:32:06
    singes fait varier du moins la
  • 01:32:08
    température de thé 0 ap quelle sera sa
  • 01:32:11
    longueur à la température t mais pour le
  • 01:32:13
    savoir on peut pas
  • 01:32:15
    regardez sa première ligne la
  • 01:32:16
    démonstration essayé de suivre sur la
  • 01:32:18
    démo du la définition du coefficient cas
  • 01:32:20
    elle je m'intéresse à la longueur la
  • 01:32:22
    longueur aller vers le coefficient cas
  • 01:32:24
    elle donc je prends ce coefficient car
  • 01:32:26
    elle est égale à 1 sur elle dl / d'été
  • 01:32:29
    je bidouille un peu cette équation en
  • 01:32:31
    faisant monter le d'été qui étaient au
  • 01:32:35
    dénominateur je le fais monter puis j'ai
  • 01:32:37
    inversé les deux les deux élément de
  • 01:32:39
    l'équation
  • 01:32:39
    j'ai tiré en fait d elle sur des t dl dl
  • 01:32:42
    / l pardon dl / lck elle le foie d'été
  • 01:32:47
    ceci est une équation différentielle
  • 01:32:49
    c'est une équation différentielle dole
  • 01:32:52
    et les variables ont été séparées d'un
  • 01:32:54
    côté j'ai la longueur de l'autre côté
  • 01:32:55
    j'ai la température est donc née quoi
  • 01:32:58
    dif une équation différentielle dans les
  • 01:33:00
    variables sont séparés et on peut
  • 01:33:01
    l'intégrer
  • 01:33:02
    c'est ce que j'ai fait à la ligne
  • 01:33:03
    d'après donc si on part de zéro pour
  • 01:33:06
    aller à elle quand on part de la
  • 01:33:08
    température des zéros pour aller à thé
  • 01:33:10
    c'est que l'intégrale de l0 à elle de dl
  • 01:33:13
    / elle est égale à kahel sommes
  • 01:33:16
    intégrale de thé droite et de dt le cas
  • 01:33:20
    elle est sortie de l'intégrale pourquoi
  • 01:33:21
    est il sorti parce que c'est une
  • 01:33:22
    constante donc j'ai intégré je vais
  • 01:33:27
    intégrer ma maman équations
  • 01:33:29
    différentielles on voit qu'il ya
  • 01:33:31
    l'intégrale de dl / l c'est l'homme né
  • 01:33:34
    paie rien donc lors des périodes de l
  • 01:33:36
    apprendre entre les bornes l hérault et
  • 01:33:38
    l
  • 01:33:39
    c'est lors des périodes de l le moins
  • 01:33:40
    selon fne période de l0 qui est aussi
  • 01:33:43
    longue ne paie rien de l sur l 0
  • 01:33:46
    donc ça c'est pour l'intégrale de la
  • 01:33:48
    partie gauche de mons et l'intégrale
  • 01:33:51
    calculé qui était à gauche demande de
  • 01:33:54
    mon équation et l'intégrale à droite et
  • 01:33:56
    facile à calculer cas l intégralité 0 à
  • 01:33:59
    t2 d'été c'est tout simplement klt want
  • 01:34:02
    et 0 et donc j'obtiens log de l2 sur l 0
  • 01:34:07
    qui est égal à klt - 2 0 ce que je
  • 01:34:10
    voulais c'était la longueur donc je
  • 01:34:12
    prends l'exponentielle et jeudi que la
  • 01:34:14
    longueur est égal à elle 0 exponentielle
  • 01:34:17
    k and they want et 0 voilà comment varie
  • 01:34:20
    la longueur d'un objet dont le
  • 01:34:22
    coefficient de dilatation linéaire et
  • 01:34:24
    qu'à elle avec la température
  • 01:34:27
    à partir de d'une longueur elle le zéro
  • 01:34:30
    qui était à la température des 0 elle a
  • 01:34:33
    été à la l0 exponentielle cas elle
  • 01:34:36
    témoigne teaser donc là on a intégré
  • 01:34:40
    vraiment mathématiquement on sait on
  • 01:34:41
    s'est fait l'intégrale de mathématiques
  • 01:34:44
    précise etc
  • 01:34:46
    il y avait moyen d'aller plus vite pas
  • 01:34:49
    forcément plus simple mais plus vite on
  • 01:34:51
    pouvait faire le plus rapide et on va
  • 01:34:54
    remarquer d'abord que les coefficients
  • 01:34:55
    cas elles mais aussi qu à s écarter ces
  • 01:34:58
    trois coefficients sont extrêmement
  • 01:35:00
    petit en fait un objet se dilate avec la
  • 01:35:03
    température
  • 01:35:03
    pas de problème avec ça mais ça ce deal
  • 01:35:05
    est quand même très peu si vous prenez
  • 01:35:07
    une barre de métal que vous la chauffer
  • 01:35:09
    elle va pas doubler sa longueur doublé
  • 01:35:12
    sa longueur comme ça elle va elle va
  • 01:35:14
    augmenter de quelques micro ondes et but
  • 01:35:16
    dizaines de microns dans la limite mm si
  • 01:35:19
    vous là si vous la chauffe est vraiment
  • 01:35:20
    très fort donc ces coefficients son
  • 01:35:22
    petit nom réexploiter le fait que ces
  • 01:35:24
    coefficients sont petits repartons de
  • 01:35:26
    cas elle est égale à suresnes le dl /
  • 01:35:28
    d'été j'aurais pu écrire donc d elle est
  • 01:35:31
    égale à nkm d'été c'est la même chose et
  • 01:35:35
    là au lieu de faire une intégrale comme
  • 01:35:37
    on a fait tout à l'heure je vais
  • 01:35:38
    calculer une variation je vais dire bon
  • 01:35:40
    bdl d'accord du dl je vais me
  • 01:35:42
    transformer en delta elle la variation
  • 01:35:44
    de longueur est le moins l 2 0 et puis
  • 01:35:47
    d'été et je vais le transformer en delta
  • 01:35:49
    t la variation de température un témoin
  • 01:35:52
    t0 ya qu' il ya que le elle dans
  • 01:35:56
    l'équation
  • 01:35:56
    je vais dire bon elle hockey puisque les
  • 01:35:59
    coefficients michael son petit elle le
  • 01:36:03
    besoin à peu près 1 0 donc j'ai écrit
  • 01:36:05
    cas elle est égale à elle 0 klm delta t
  • 01:36:08
    est en fait au lieu de faire l'intégrale
  • 01:36:10
    jeu les calculs et gelé calculé de
  • 01:36:13
    manière approximative et donc à ce
  • 01:36:15
    moment-là on à l'équation elle est égale
  • 01:36:17
    à zéro facteur de 1 plus qu'à aile delta
  • 01:36:19
    t ce qui fait en fait elle 0 facteur de
  • 01:36:22
    haine plus qu'à elle témoigne 0 autre
  • 01:36:25
    équation pour calculer l
  • 01:36:27
    alors on a deux équations laquelle est
  • 01:36:29
    la bonne celle avec l'expo dentielle
  • 01:36:31
    précédente où celle-ci en fait celle
  • 01:36:34
    qu'il est vraiment la bonne celle
  • 01:36:35
    exponentielle précédente sellal et
  • 01:36:36
    infiniment précise celle s'il convient
  • 01:36:39
    de trouver c'est une approximation
  • 01:36:41
    est ce que cette approximation est bonne
  • 01:36:42
    mais regardons un exemple klc 1,7 10.5
  • 01:36:47
    kelvin moins jeunes pour le cuivre pour
  • 01:36:51
    un barreau de cuivre par exemple prenons
  • 01:36:53
    une longueur de ce barreau de 10 cm à
  • 01:36:56
    s'engager et augmente au ca augmenter sa
  • 01:36:59
    température ne peut pas augmenter sa
  • 01:37:02
    température de sang quelle vie c'est mt
  • 01:37:04
    0 qui vaut sans crever donc on augmente
  • 01:37:06
    sa température de 5 900 degrés celsius
  • 01:37:09
    ça revienne ça revient au même mais les
  • 01:37:12
    deux formules vont donner les deux
  • 01:37:13
    résultats suivants la première va donner
  • 01:37:15
    elle légale donc 10 00 17 0 15 cm et la
  • 01:37:21
    seconde va donner 10 00 17
  • 01:37:24
    voyez la différence entre les deux elle
  • 01:37:25
    est extrêmement minime d'abord les deux
  • 01:37:28
    longueurs sont très proches de la
  • 01:37:29
    longueur initiale comme prévu les objets
  • 01:37:32
    se dilate de cette barre de cuivre se
  • 01:37:35
    dilate peu mais ce mais aussi les deux
  • 01:37:38
    calcul donne des choses qui sont
  • 01:37:39
    extrêmement proches les uns des autres
  • 01:37:41
    donc en fait au lieu de prendre la
  • 01:37:43
    formule un peu plus compliqué avec
  • 01:37:44
    l'exponentielle on convient chaque fois
  • 01:37:47
    de prendre la forme ou la deuxième est
  • 01:37:49
    légale elle 0 facteur de pain puisqu'à
  • 01:37:51
    est le témoin de thé 0 c'est ça qu'on va
  • 01:37:53
    utiliser un tb et on y est et dcc
  • 01:37:56
    formule là que l'on va utiliser
  • 01:37:59
    en fait j'ai fait le raisonnement sur
  • 01:38:02
    une dilatation linéaire mais j'aurais pu
  • 01:38:04
    faire sur une dilatation surfacique ou
  • 01:38:06
    une divination volumique ça serait
  • 01:38:08
    exactement la même chose c'est les mêmes
  • 01:38:10
    raisonnements ces mêmes équations et on
  • 01:38:13
    peut écrire que donc la variation de s
  • 01:38:16
    avec la température ccs surface cs 0
  • 01:38:20
    facteur de 1 puisque as maintenant c'est
  • 01:38:23
    qu'un évidemment c'est paca lks delta tu
  • 01:38:26
    es donc cs 0 d'acteurs de 1 puisque as
  • 01:38:29
    et mt 0 et pour le volume v est égal à
  • 01:38:31
    zéro facteur de pain plus quatre vlt et
  • 01:38:35
    cvs les héros acteurs de talent puisque
  • 01:38:37
    avait témoigné 0 on a exactement les
  • 01:38:39
    mêmes équations les mêmes approximations
  • 01:38:42
    je ne refais pas parce que ça serait
  • 01:38:43
    fastidieux on l'a fait sur le linéaire
  • 01:38:45
    c'est la même chose sur les autres on a
  • 01:38:47
    des équations simples qui nous
  • 01:38:49
    permettent de calculer la surface et le
  • 01:38:51
    volume d'un objet dont on connaît les
  • 01:38:53
    coefficients de
  • 01:38:54
    natation surfacique ou volumique et on
  • 01:38:56
    connait la variation de température pour
  • 01:39:02
    finir ces trois coefficient de kahel de
  • 01:39:06
    cave et et ks sont reliés entre eux ne
  • 01:39:09
    sont pas indépendants évidemment si vous
  • 01:39:11
    avez une certaine dilatation linéaire
  • 01:39:13
    berne la dilatation surfacique ce n'est
  • 01:39:16
    que la combinaison de deux dilatation
  • 01:39:18
    l'inr de direction de même que la
  • 01:39:20
    dilatation volumique cela-dit natation
  • 01:39:22
    lumière dans trois directions et c'est
  • 01:39:24
    donc en fait on a assez sexy les
  • 01:39:27
    coefficients klk vks pour un matériau
  • 01:39:31
    données sont liés entre eux prenons
  • 01:39:33
    exemple sur un carré un carré de côté
  • 01:39:37
    elle donc la surface c'est elle que
  • 01:39:39
    multiplient elles et donc chacune
  • 01:39:42
    imaginons que la température change de
  • 01:39:44
    delta t chacun d'eux c'est elle qui a
  • 01:39:47
    dans l'équation va se dilater avec la
  • 01:39:49
    température donc elle va devenir l
  • 01:39:51
    hérault facteur de 1 plus qu'à aile
  • 01:39:53
    delta t aimer l'autre elle aussi va
  • 01:39:55
    devenir réalisé au facteur de 1 puisque
  • 01:39:57
    à aile delta they do l'équation sur la
  • 01:40:00
    deuxième ligne
  • 01:40:01
    calcul aux que ça fait mais ce que ça va
  • 01:40:04
    faire son que cl 0 facteur de 1 jusqu'à
  • 01:40:07
    aile delta t ol 0 au carré d'acteurs de
  • 01:40:09
    1 pouces kld tâter au carré si vous
  • 01:40:12
    calculez ce que ça donne ça fait zéro
  • 01:40:14
    facteur 2 0 et c-zero qu'avait pardon il
  • 01:40:17
    ya le carré qui a sauté ici donc la
  • 01:40:19
    ligne m² sur la saison bien sûr sur le
  • 01:40:22
    n0 pardon donc ça va faire s 0 qui
  • 01:40:24
    étaient les héros carré facteur 2 1 + 2
  • 01:40:28
    cas elle delta tu es plus qu'à elle elle
  • 01:40:30
    tâte et au carré et l'a examiné à
  • 01:40:33
    l'intérieur de cette de cette équation à
  • 01:40:36
    l'intérieur de ces parenthèses ces trois
  • 01:40:37
    termes on a une constante
  • 01:40:39
    1 ensuite on a deux cas elle date et qui
  • 01:40:42
    est déjà quelque chose de petit puisque
  • 01:40:44
    cas elle les petits donc deux cas elles
  • 01:40:46
    delta t100 à petit aussi et après on n'a
  • 01:40:48
    qu'à aile delta théo carré alors qu à l
  • 01:40:51
    hôtel déjà c'est petit mais quel look
  • 01:40:54
    arrêt ça va être encore plus petit donc
  • 01:40:56
    en fait on va négliger ce terme car et
  • 01:40:58
    si on néglige ce terme au carré on va
  • 01:41:01
    voir que s est égal à zéro facteur de m
  • 01:41:05
    + 2
  • 01:41:06
    élever le tâter est donc en fait on voit
  • 01:41:09
    que caressent le coefficient de
  • 01:41:11
    dilatation surfacique c'est tout
  • 01:41:13
    simplement deux fois qu'à elle le
  • 01:41:16
    coefficient de dilatation linéaire on
  • 01:41:19
    pourrait la faire la même chose sur un
  • 01:41:21
    cube vous pouvez vous amuser à faire la
  • 01:41:23
    même chose sur youtube vous allez
  • 01:41:24
    trouver que le coefficient de dilatation
  • 01:41:27
    volumique ces trois fois le coefficient
  • 01:41:30
    de dilatation l'inr en fait ils sont
  • 01:41:32
    tous liés
  • 01:41:33
    si vous connaissez klk sc2 fois qu'elle
  • 01:41:36
    est cave et ses trois fois elle ils sont
  • 01:41:39
    tous liés les uns avec les autres voient
  • 01:41:44
    la fin du premier chapitre 2 de
  • 01:41:47
    thermodynamique
Tags
  • thermodynamique
  • chaleur
  • température
  • machines thermiques
  • systèmes physiques
  • gaz parfaits
  • équation d'état
  • transformation d'énergie
  • dilatation thermique
  • mesure de température