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Physique Chimie
Travail et énergie interne
1ère année bac Sciences Expérimentales Physique Chimie 1 bac Travail et énergie interne fiche de cours
L’énergie cinétique et l’énergie potentielle ne sont pas les seules formes d’énergie d’un système Nous allons voir d’autres effets que peut avoir le travail d’une force sur un système et ainsi on va pouvoir définir une autre énergie appelée interne.
Effet du travail reçu par quelques matières
Augmentation de la température
- Les forces de frottements d’un frein augmentent la température, ce qui traduit une agitation microscopique (donc une augmentation de l’énergie cinétique microscopique).
Alors en fournissant l’énergie par travail à un système on peut élever sa température.
- C’est le cas d’un homme glissant sur la neige. Le contact entre la luge et la neige (forces de frottement) entrainent la fusion ce dernier à cause de l’augmentation de la température.
- On voit encore Ce phénomène lors de l’utilisation d’une meuleuse, à travers la projection d’étincelles à cause des forces de frottement.
Changement d’état physique
On utilise le premier exemple déjà cité pour expliquer cette partie.
- Puisque lors de la fusion de la neige, son état change (de solide vers liquide) alors il y a une modification des interactions microscopiques
Alors en fournissant l’énergie par travail à un système on peut changer son état.
Schéma des changements d’état :
Déformation élastique
En tendant un arc, il se déforme, alors il y aura une modification des interactions internes entre les particules qui constituent cet arc. Cette déformation de l’arc entraine une mise en réserve d’énergie qui pourra être cédée à la flèche.
Augmentation de la pression d’un gaz
Compression d’un gaz
En comprimant un gaz, son énergie interne augmente alors la pression augmente aussi.
| Expérience | Résultats |
| Suppression des connexions sanguines entre l'hypophyse et l'hypothalamus | Chute des taux sanguins de FSH de LH et de testostérone |
| stimulation électrique des neurones de l'hypothalamus | Elévation des taux de FSH, LH et testostérone |
| Injection du GnRH à un animal hypothalamectomisé | Rétablissement des taux de FSH, LH et Testostérone |
Travail de la force pressante
ما يجب معرفته
L’effet produit par la force pressante est d’autant plus petit que l’aire de la surface est grande.
- On effectue une force de compression sur le piston, on remarque que le volume de l’air diminue en augmentant la force.
On calcule le travail de la force pressante.
On a alors
$$W_{i \rightarrow\mathrm{f} (\overrightarrow{\mathrm{F}})= \mathrm{F} . \Delta \mathrm{x}}$$
Avec :
$$\Delta x=x_{i}-x_{f}$$ Comme $$\mathrm{P}=\frac{\mathrm{F}}{\mathrm{S}}$$
alors
$$\mathrm{F}=\mathrm{P} \times \mathrm{S}$$
A l’équilibre, on a :
$$F=P_{f} \times S$$
D’où :
$$W_{i \rightarrow \mathrm{f}}(F)=P_{f} \times S\left(x_{i}-x_{f}\right)=P_{f} \times\left(V_{i}-V_{f}\right)=P_{f} \times \Delta \mathrm{V}$$
Conclusion
Dans tous les exemples précédents, on a vu que l’énergie reçue par le corps sous forme de travail à modifier les interactions microscopiques entre les particules, alors on peut définir une énergie cinétique à l’échelle microscopique due à l’agitation des particules et une énergie potentielle d’interaction due aux positions des particules en interaction.
Energie interne
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