Applications du premier principe

a)

Transformation adiabatique: c'est une transformation sans échange de chaleur: $Q = 0$ ( $\delta Q = 0$ si la transformation est quasi-statique) donc $\Delta U = W$.

b)

Transformation isochore: on a $dV = 0$ donc $\delta W = 0$ et $W = 0$. Par conséquent, $\Delta U = Q$.

c)

Transformation monobare:  on introduit une nouvelle fonction d'état appelée ENTHALPIE, notée $H$, grandeur extensive additive définie par la relation:

$$\fbox{$\displaystyle H = U + PV$}$$ (1.12)

L'application du premier principe donne $\Delta U = W + Q$.

Or, la transformation étant monobare, $W = -P_{\text{ext}}\int_{V_{1}}^{V_{2}}{dV}$; d'après le premier principe: $U_{2} - U_{1} = P_{\text{ext}}V_{1} - P_{\text{ext}}V_{2} + Q$. De même, on a $P_{1} = P_{\text{ext}} = P_{2}$, soit finalement:

$$(U_{2} + P_{2}V_{2}) - (U_{1} + P_{1}V_{1}) = Q$$

i.e. $\Delta H = Q$. Dans le cas de la transformation isobare , on écrira $dH = \delta W$.

Remarque: $H$ possède les mêmes propriétés que $U$: $H$ est définie à une constante additive près, a les dimensions d'une énergie, $\Delta H_{\text{cycle}} = 0$...