3.1 : Prélude à la première loi de la thermodynamique
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La chaleur est le transfert d'énergie dû à une différence de température entre deux systèmes. La chaleur décrit le processus de conversion d'une forme d'énergie en une autre. Le moteur d'une voiture, par exemple, brûle de l'essence. La chaleur est produite lorsque le combustible brûlé est transformé chimiquement en principalement\(\ce{CO2}\) et\(\ce{H2O}\), qui sont des gaz à la température de combustion. Ces gaz exercent une force sur un piston par le biais d'un déplacement, fonctionnent et convertissent l'énergie cinétique du piston en diverses autres formes : en énergie cinétique de la voiture, en énergie électrique pour faire fonctionner les bougies d'allumage, la radio et les lumières, et de nouveau en énergie stockée dans la batterie de la voiture.
L'énergie est conservée dans tous les processus, y compris ceux associés aux systèmes thermodynamiques. Les rôles du transfert de chaleur et du changement d'énergie interne varient d'un processus à l'autre et influent sur la façon dont le système effectue le travail dans ce processus. Nous verrons que la première loi de la thermodynamique explique qu'une modification de l'énergie interne d'un système provient de changements de chaleur ou de travail. Il est donc essentiel de comprendre les lois qui régissent les processus thermodynamiques et la relation entre le système et son environnement pour acquérir des connaissances scientifiques sur l'énergie et la consommation d'énergie.