cours-thermo

29Chapitre 3Bilans d’énergie : le premierprincipe de la thermodynamique3.1. Les di¤érentes formes d’énergie; la notiond’énergie interne3.1.1. Les énergies3.1.1.1. Exemple 1ressort masse enceinte calorifugée et fermée air Fig.3.1.Considérons une masse accrochée au bout d’un ressort, le tout placé dans une enceinte rem-plie d’air (voir schéma 3.1). L’enceinte est fermée (pas d’échange de matière avec l’extérieur)et isolée (pas d’échange d’énergie avec l’extérieur; la paroi de l’enceinte est donc parfaitementcalorifugée). Le système étudié est l’ensemble (ressort + masse M + air).Un mouvement initial est donné à la masse M. Son énergie cinétique au départ est Ec ,0et son énergie potentielle est Ep . L’énergie mécanique de M est dé…nie comme étant Em =0Ec+ Ep. Or, du fait de la présence de l’air, il y a une force de frottement lors du mouvementde la masse qui aura donc un mouvement amorti, jusqu’à s’immobiliser dans sa positiond’équilibre. L’énergie mécanique de la masse a diminué au cours du temps à cause de la forcede frottement qui est une force non conservative. Mais qu’est devenue l’énergie mécaniqueperdue? A-t-elle disparue ou s’est-elle seulement transformée?Une fois l’expérience terminée, la température de l’air est mesurée précisément : on re-marque qu’elle a augmenté. L’énergie mécanique perdue par M a donc été récupérée par legaz sous forme d’énergie interne. Le premier principe est tout simplement un principe deconservation de ...