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Calculer la variation d'énergie totale

Lorsqu'un système échange de l'énergie avec le milieu extérieur, il peut s'agir :

  • D'un échange de chaleur Q
  • D'un échange de travail W

On peut déterminer la variation de l'énergie totale \(\displaystyle{\Delta E_{totale}}\) à partir de ces échanges d'énergie.

Un radiateur électrique convertit de l'énergie électrique en énergie thermique. Pour cela, il reçoit un travail \(\displaystyle{W=250}\) J et cède un transfert thermique \(\displaystyle{Q=-200}\) J. Calculer la variation d'énergie totale du radiateur en kJ.

Etape 1

Rappeler la formule liant les échanges d'énergie aux frontières du système à la variation de son énergie totale \(\displaystyle{\Delta E_{totale}}\)

On rappelle que la somme des échanges d'énergie (de chaleur Q et de travail W) aux frontières du système est égale à la variation de son énergie totale \(\displaystyle{\Delta E_{totale}}\). On écrit ensuite la formule correspondante :

\(\displaystyle{W + Q = \Delta E_{totale}}\)

La somme des échanges d'énergie (de chaleur Q et de travail W) aux frontières du système est égale à la variation de son énergie totale \(\displaystyle{\Delta E_{totale}}\) :

\(\displaystyle{W + Q = \Delta E_{totale}}\)

Etape 2

Relever les valeurs de Q et de W

On relève les valeurs des échanges de chaleur Q et des échanges de travail W fournies dans l'énoncé. Ces valeurs doivent être exprimées dans la même unité.

Ici, on a :

  • \(\displaystyle{Q=-200}\) J
  • \(\displaystyle{W=250}\) J
Etape 3

Effectuer l'application numérique

On effectue l'application numérique afin de calculer la variation de son énergie totale \(\displaystyle{\Delta E_{totale}}\).

On obtient :

\(\displaystyle{ \Delta E_{totale}=250 - 200 }\)

\(\displaystyle{ \Delta E_{totale}=50}\) J

Etape 4

Exprimer le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs

On écrit le résultat avec le même nombre de chiffres significatifs que le paramètre possédant le plus petit nombre de chiffres significatifs.

Le résultat est écrit avec le bon nombre de chiffres significatifs.

Etape 5

Convertir le résultat dans l'unité demandée

L'énergie totale calculée est exprimée dans la même unité que les échanges de chaleur et de travail. On vérifie que le résultat est exprimé dans l'unité demandée dans l'énoncé. Si ce n'est pas le cas, on effectue les conversions nécessaires.

La variation d'énergie totale du radiateur est demandée en kJ :

\(\displaystyle{ \Delta E_{totale}=5,0\times10^{-2}}\) kJ

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