En thermodynamique, le travail est l' nergie transf r e vers ou depuis un syst me par une force agissant sur une distance. Cela peut se produire sous diff rentes formes, comme le travail m canique, o un gaz dans un cylindre avec un piston se dilate et d place le piston, ou le travail lectrique, impliquant le transfert d' nergie par des forces lectriques. Le concept de travail est crucial pour comprendre les changes d' nergie et les processus. Il est souvent repr sent math matiquement, impliquant des changements de pression et de volume dans le syst me. Selon la premi re loi de la thermodynamique, la variation de l' nergie interne d'un syst me est gale la chaleur ajout e au syst me moins le travail effectu par le syst me sur son environnement. Le travail est essentiel dans divers processus, y compris les processus isothermes, adiabatiques, isobares et isochoriques, et il est fondamental dans des applications telles que les moteurs thermiques et les r frig rateurs, o il joue un r le cl dans la conversion de la chaleur en travail ou l'utilisation du travail pour transf rer de la chaleur.

mechanisms

La conversion du travail en nergie est tudi e en g n rant de la chaleur par frottement. Pour cela, on entoure un cylindre contenant de l'eau et un thermom tre d\'une bande m tallique. En tournant la manivelle, la chaleur est g n r e par frottement, ce qui entra ne le r chauffement de l\'eau. Si l\'on mesure la force appliqu e, le nombre de tours effectu s et le rayon du cylindre, on peut estimer la distance parcourue, ce qui permet d\'estimer l\' nergie comme le produit de la force par la distance.

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Consid rons un gaz dans un cylindre o un piston peut se d placer. Si le piston est d plac , il est possible de r duire le volume en comprimant le gaz. Pour r aliser cette compression, de l' nergie est n cessaire, quivalente la force exerc e par le gaz multipli e par la distance parcourue par le piston. Cette nergie peut galement tre repr sent e en fonction de la pression, puisque la pression est d finie par la force et la surface du piston.

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Le travail peut tre effectu sur le syst me (compression) ou par le syst me sur l'environnement externe (expansion).

tant donn que a force mécanique ($F$) divis par a section ($S$) est gal a pression ($p$) :

equation=4342,0

et que a variation de volume ($\Delta V$) avec le distance parcourue ($dx$) est gal :

equation=4346,0

L' quation pour le différentiel de travail inexact ($\delta W$) peut tre exprim e comme suit :

equation=3202

Elle peut donc tre crite comme :

equation=3468

Lorsque le piston se d place dans le cylindre, il agit comme une raquette de tennis, conf rant de l' nergie cin tique aux mol cules et augmentant leur vitesse. mesure que ces mol cules gagnent en vitesse, elles transf rent un lan plus important aux parois, ce qui g n re une augmentation de la pression.

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Dans le cas d'un liquide ou d\'un solide, une force externe d place les particules du mat riau, ce qui affecte l\' nergie potentielle des liaisons entre elles. On peut imaginer cela comme de petits ressorts qui se compriment, ce qui augmente leur nergie potentielle.

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model

A écart de travail ($\Delta W$) est défini comme le produit de a force à masse constante ($F$) et a distance parcourue en un temps ($\Delta s$) :

kyon

Le différentiel de travail inexact ($\delta W$) est gal a pression ($p$) multipli par a variation de volume ($\Delta V$)xa0:

kyon

Le travail efficace ($W$) est gal l'int grale de a pression ($p$) par rapport le volume ($V$) de $V_1$ $V_2$. Cela repr sente le travail effectu par la machine, qui peut tre exprim comme suit :

kyon