1er principe de la thermodynamique

Pour un système fermé passant de l'état 1 à l'état 2 :
ΔU = W + Q

W = travail reçu par le système (J)
Q = chaleur reçue par le système (J)
ΔU = variation d'énergie interne (J)

Convention récepteur :
• W > 0 si travail reçu par le système
• Q > 0 si chaleur reçue par le système

Transformation adiabatique : Q = 0 → ΔU = W

Pour un solide ou liquide incompressible :
Q = m·c·ΔT  (J)

m = masse (kg)
c = capacité thermique massique (J·kg⁻¹·K⁻¹)
ΔT = T_finale − T_initiale (K ou °C)

Valeurs usuelles :
c_eau = 4180 J·kg⁻¹·K⁻¹
c_fer = 444 J·kg⁻¹·K⁻¹
c_aluminium = 900 J·kg⁻¹·K⁻¹

Taux d'échange thermique :
P = Q/t  (Watts)

Isochore (V = cte) : W = 0 → ΔU = Q
Isobare (P = cte) : W = −P·ΔV
Isotherme (T = cte) : pour gaz parfait ΔU = 0 → W = −Q
Adiabatique (Q = 0) : ΔU = W

Temps caractéristique thermique :
τ_th = temps pour atteindre 63% de la variation totale de T
Variation de T : T(t) = T_final + (T_i − T_final)·e^(−t/τ_th)