12 EXEMPLES DE SYSTÈMES THERMODYNAMIQUES - SCIENCE - 2024

Les systèmes thermodynamiques font l'objet d'étude de la thermodynamique. Un système peut être défini comme une certaine quantité de matière, ou comme une région de l'espace où l'attention est focalisée sur l'analyse d'un problème.

D'autre part, le terme thermodynamique a été inventé par le physicien et mathématicien britannique Thomson, qui a combiné les racines grecques pour la chaleur (Θέρμη: thermo) et la puissance ou la force (δύναμις: dynamis).

La thermodynamique est la branche de la physique chargée d'étudier la chaleur et son potentiel à produire de l'énergie, ainsi que les propriétés liées aux deux aspects.

Types de systèmes thermodynamiques

Dans un premier temps, certains des concepts de base liés aux systèmes thermodynamiques sont l'environnement, les limites du système et l'univers.

L'environnement est tout ce qui est externe au système, et sa limite est l'interface qui le sépare de l'environnement. Enfin, l'univers est la combinaison de ces deux éléments.

Un système thermodynamique peut être n'importe quelle quantité de substance, échantillon ou machine qui est séparée de son environnement d'une manière bien définie.

Cette séparation peut être réelle ou imaginaire. Il convient également de considérer que ni la géométrie, ni la composition chimique, ni l'état physique des systèmes thermodynamiques ne sont prédéterminés, donc aucun d'entre eux ne peut changer.

D'autre part, il existe trois types de systèmes thermodynamiques: fermés, ouverts et isolés. Dans les systèmes fermés, l'énergie peut être transférée entre le système et son environnement, mais pas la masse.

Si les deux peuvent être transférés, alors c'est un système ouvert. En revanche, s'il n'y a pas de type d'interaction avec l'environnement, le système est isolé.

15 exemples concrets de systèmes thermodynamiques

Systèmes fermés

Dans le cas des systèmes thermodynamiques fermés, la matière ne franchit pas la frontière du système. Cependant, l'énergie peut le traverser, mais sous forme de chaleur ou de travail. Les systèmes suivants illustrent ce type:

-Pistons pneumatiques scellés

-Refrigerant dans un système de réfrigération

-Calorimètre

-La planète Terre (elle obtient l'énergie du Soleil, mais n'échange pratiquement pas de matière avec l'extérieur).

- Pot de pression (si le système est totalement fermé, il y a risque d'explosion)

Systèmes ouverts

Dans ce type de système, il y a échange d'énergie avec l'environnement, et il n'y a aucun obstacle pour que la masse ou la matière franchisse les limites du système.

De plus, le travail est effectué sur ou par le système. Quelques exemples de systèmes thermodynamiques ouverts comprennent:

-Eau bouillante dans une casserole sans couvercle (la chaleur et la vapeur, qui sont de la matière, s'échappent dans l'air)

-Turbines

-Compresseurs

-Échangeurs de chaleur

-Le corps humain

Systèmes isolés

Un système isolé est un système où le travail n'est pas effectué dans ou par le système. La chaleur n'est pas non plus retirée ou ajoutée du système.

De plus, la matière n'y pénètre ni n'en sort. Très peu de systèmes thermodynamiques sont totalement isolés. Des exemples de ceci sont:

-Cylindre en acier scellé rigide contenant de l'azote liquide

-Une combinaison en néoprène

-Cylindres d'oxygène

-L'ensemble de l'univers physique

-Un thermos (pour garder les choses froides ou chaudes)

Références

1. Wu, C. (2002). Thermodynamique et analyse de cycle en génie informatique intelligent. New York: Éditeurs Nova.
2. Nag, PK (2013). Thermodynamique de l'ingénierie. New Delhi: McGraw-Hill Education.
3. Han, F. (2017). Un cours moderne de physique universitaire: optique, physique thermique, physique moderne. Singapour: World Scientific Publishing Company.
4. Freiesleben Hansen, P. (2009). La science des matériaux de construction. Londres: Springer Science & Business Media.
5. Rauf, BS (2012). La thermodynamique simplifiée pour les ingénieurs en énergie. Géorgie: The Fermont Press.