Différence entre la première et la deuxième loi de la thermodynamique

Différence principale - première ou deuxième loi de la thermodynamique

La thermodynamique est un élément crucial de la physique, des sciences des matériaux, de l'ingénierie, de la chimie, des sciences de l'environnement et de plusieurs autres domaines. Il existe quatre lois en thermodynamique; la loi zéro de la thermodynamique, la première loi de la thermodynamique, la deuxième loi de la thermodynamique et la troisième loi de la thermodynamique. Ces quatre lois affirment que tous les processus thermodynamiques leur obéissent. La première et la deuxième loi sont les lois les plus fréquemment utilisées en thermodynamique. La première loi dit que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite. La première loi est simplement une autre version de la loi de conservation de l’énergie. La deuxième loi, en revanche, affirme que certains processus thermodynamiques sont interdits. Cet article se concentre sur les différences entre la première et la deuxième loi de la thermodynamique.

Quelle est la première loi de la thermodynamique

La première loi de la thermodynamique est similaire à la loi de conservation de l’énergie adaptée aux processus thermodynamiques. Selon la loi de conservation de l'énergie, l'énergie totale d'un système isolé est constante. L'énergie ne peut être créée ou détruite mais peut être transformée d'une forme à une autre.

La première loi stipule que l'augmentation de l'énergie interne d'un système fermé est égale à la chaleur fournie au système moins le travail effectué. Cette déclaration peut également être exprimée par ΔU = ΔQ- ΔW où ΔU = l'augmentation de l'énergie interne, ΔQ = chaleur fournie au système et ΔW = travail effectué par le système. (ΔW est négatif si le travail est effectué sur le système.)

La première loi est parfois exprimée par ΔU = ΔQ + ΔW. Dans cette forme de la première loi, ΔW devrait être considéré comme le travail effectué sur le système. ΔW est négatif si le travail est effectué par le système.

Quoi qu’il en soit, la première loi n’affirme rien sur les moyens de convertir l’énergie d’une forme à une autre..

Quelle est la deuxième loi de la thermodynamique

La deuxième loi de la thermodynamique peut être exprimée de plusieurs manières, comme indiqué ci-dessous..

Il est impossible de construire un moteur thermique parfait ou un réfrigérateur parfait. Cela implique qu’un moteur thermique ou un réfrigérateur avec une efficacité énergétique de 100% ne peut être construit.

Il est impossible de convertir complètement la chaleur en travail sans un autre changement. Cette déclaration dit que l’énergie est gaspillée chaque fois que la chaleur est convertie en travail. La quantité de déchets peut être réduite. Cependant, il ne peut pas être éliminé.

Il est impossible de construire une machine à mouvement perpétuel. Cette affirmation implique qu'il est impossible de construire une machine à mouvement perpétuel car l'énergie est gaspillée avec le temps..

La chaleur peut circuler d'un réservoir chaud vers un réservoir froid, mais pas l'inverse, sans autre changement. Cette déclaration implique que la chaleur peut être transférée d'un réservoir chaud vers un réservoir froid sans effectuer de travail. Cependant, des travaux doivent être effectués afin de transférer la chaleur d'un réservoir froid vers un réservoir chaud..

Aucun moteur thermique ne peut exister, ayant un rendement thermique supérieur à celui d'un moteur Carnot réversible. Cette affirmation implique que l'efficacité thermique d'un moteur thermique ne dépasse pas l'efficacité de Carnot. L’efficacité énergétique thermique maximale possible est appelée efficacité Carnot. Ce concept est très utile en science car il nous permet de calculer le rendement thermique maximal pouvant être atteint d'un système thermodynamique donné..

Principe de fonctionnement du moteur thermique Carnot

Différence entre la première et la deuxième loi de la thermodynamique

Idée basique:

Première loi:  La première loi de la thermodynamique est unversion de la loi de conservation de l'énergie.

Deuxième loi: Deuxième loi de la thermodynamiquequels types de processus thermodynamiques sont interdits dans la nature.

Contenu:

Première loi: La première loi de la thermodynamique stipule que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite.

Deuxième loi: Il est impossible de construire un moteur thermique parfait ou un réfrigérateur parfait. Il est impossible de construire une machine à mouvement perpétuel. Il est impossible de convertir complètement la chaleur en travail. La chaleur ne coule pas spontanément d'un réservoir froid vers un réservoir chaud. L'entropie d'un système isolé ne diminue jamais.

Les usages:

Première loi: L'équation; ΔU = ΔQ + ΔW peut être utilisé pour calculer la valeur algébrique d’une quantité si deux autres quantités de l’équation sont connues.

Deuxième loi: La deuxième loi peut être utilisée pour calculer le rendement thermique maximal pouvant être atteint (rendement Carnot) d’un moteur thermique donné..

 Courtoisie d'image:

“Moteur thermique Carnot” par Eric Gaba (Sting - fr: Sting) - Travail personnel basé sur Image: Carnot-engine.png, (Domaine Public) via Commons Wikimedia