Lois de Joule

Lois de Joule

Loi de Joule (thermodynamique)

En thermodynamique, les lois de Joule sont deux lois de comportement d'un gaz qui énoncent respectivement que son énergie interne ne dépend que de sa température (première loi de Joule) et que son enthalpie ne dépend que de sa température (deuxième loi de Joule). Elles sont nommées d'après le physicien anglais James Prescott Joule.

Gaz parfaits

Les deux lois de Joule permettent de caractériser un gaz parfait :

  • tous les gaz parfaits suivent les deux lois de Joule,
  • réciproquement un gaz qui ne suit pas les deux lois de Joule n'est pas un gaz parfait.

Les expériences qui permettent de vérifier si un gaz quelconque vérifie les lois de joule sont :

On peut alors énoncer qu'un gaz est parfait s'il subit ces deux détentes sans changement de température.

Traduction mathématique

La première loi de Joule énonce que l'énergie interne U ne dépend que de la température. On note CV , capacité calorifique à volume constant, la dérivée partielle de l'énergie interne par rapport à la température :

C_V=\left( \frac{\partial U}{\partial T} \right)_V

Il en découle directement une expression très utilisée en calcul de thermodynamique : dU=C_V\,dT=nc_v\,dT , et surtout, par intégration (puisque CV est indépendant de la température) : \Delta\!U=C_V\,\Delta\!T .

La deuxième loi de Joule énonce le même résultat pour l'enthalpie H. La dérivée partielle de H par rapport à la température est noté Cp , appelée capacité calorifique à pression constante :

C_p=\left( \frac{\partial H}{\partial T} \right)_p.

On obtient de même : \Delta\!H=C_p\,\Delta\!T .

On note également \gamma=\frac{C_p}{C_V}, toujours supérieur à 1, mais qui n'est pas obligatoirement constant.

Dans le cadre des gaz parfaits, Cp et CV sont déterminés en fonction du gaz en question : la plupart du temps, on utilise le gaz parfait diatomique, pour lequel C_p=\frac{7}{2} et C_V=\frac{5}{2} . Alors \gamma=\frac{7}{5} , valeur généralement utilisée.

Artciles connexes

  • Portail de la physique Portail de la physique
Ce document provient de « Loi de Joule (thermodynamique) ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Lois de Joule de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Joule Gay Lussac — Détente de Joule et Gay Lussac La détente de Joule Gay Lussac est une détente dans le vide. Un gaz obéissant aux lois de Joule est enfermé dans un récipient de volume v. Il est ensuite brusquement mis en contact avec un récipient de volume v .… …   Wikipédia en Français

  • Loi de Joule (thermodynamique) — En thermodynamique, les lois de Joule sont deux lois de comportement d un gaz qui énoncent respectivement que son énergie interne ne dépend que de sa température (première loi de Joule) et que son enthalpie ne dépend que de sa température… …   Wikipédia en Français

  • THERMODYNAMIQUE - Lois fondamentales — Le principe d’équivalence des unités de chaleur et de travail est généralement attribué au médecin allemand J. R. von Mayer, qui l’a formulé pour la première fois en 1842 dans ses Remarques sur les forces inanimées de la nature. Mais on doit… …   Encyclopédie Universelle

  • Detente de Joule et Gay-Lussac — Détente de Joule et Gay Lussac La détente de Joule Gay Lussac est une détente dans le vide. Un gaz obéissant aux lois de Joule est enfermé dans un récipient de volume v. Il est ensuite brusquement mis en contact avec un récipient de volume v .… …   Wikipédia en Français

  • Détente De Joule Et Gay-Lussac — La détente de Joule Gay Lussac est une détente dans le vide. Un gaz obéissant aux lois de Joule est enfermé dans un récipient de volume v. Il est ensuite brusquement mis en contact avec un récipient de volume v . Calcul de la température après la …   Wikipédia en Français

  • Détente de Joule-Gay-Lussac — Détente de Joule et Gay Lussac La détente de Joule Gay Lussac est une détente dans le vide. Un gaz obéissant aux lois de Joule est enfermé dans un récipient de volume v. Il est ensuite brusquement mis en contact avec un récipient de volume v .… …   Wikipédia en Français

  • Détente de joule et gay-lussac — La détente de Joule Gay Lussac est une détente dans le vide. Un gaz obéissant aux lois de Joule est enfermé dans un récipient de volume v. Il est ensuite brusquement mis en contact avec un récipient de volume v . Calcul de la température après la …   Wikipédia en Français

  • Expérience de Joule et Gay-Lussac — Détente de Joule et Gay Lussac La détente de Joule Gay Lussac est une détente dans le vide. Un gaz obéissant aux lois de Joule est enfermé dans un récipient de volume v. Il est ensuite brusquement mis en contact avec un récipient de volume v .… …   Wikipédia en Français

  • Effet Joule-Kelvin — Effet Joule Thomson Pour les articles homonymes, voir Thomson. En physique, l effet Joule Thomson, également appelé effet Joule Kelvin, est un phénomène lors duquel la température d un gaz diminue lorsque ce gaz subit une expansion adiabatique. L …   Wikipédia en Français

  • Effet Joule Kelvin — Effet Joule Thomson Pour les articles homonymes, voir Thomson. En physique, l effet Joule Thomson, également appelé effet Joule Kelvin, est un phénomène lors duquel la température d un gaz diminue lorsque ce gaz subit une expansion adiabatique. L …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”