Qu’est ce que la thermodynamique ?

octobre 31, 2020 par Vincent31

La thermodynamique va particulièrement nous intéresser du fait que le chauffe eau thermodynamique est devenue aujourd’hui, une solution de production d’eau chaude sanitaire très intéressante. Avec son nom, inutile de préciser que cet appareil domestique fonctionne selon le principe de thermodynamique. Le chauffe eau thermodynamique est une véritable merveille de la technologie qu’il faut absolument avoir chez soi, si l’on souhaite avoir à sa disposition de l’eau chaude de manière profitable et bénéfique. Une ventilation intelligente combinée à un chauffe eau thermodynamique permet de faire une économie considérable d’énergie sur la facture.

Présentation du domaine de thermodynamique

La thermodynamique est une branche de la physique qui concerne surtout les échanges thermiques, particulièrement, les transformations de l’énergie thermique en énergie mécanique. Il s’agit d’une discipline qui démontre à quel point les propriétés physiques des corps dépendent de la température. C’est pourquoi, cette discipline occupe une place importante dans la fabrication des machines thermiques qui échangent de l’énergie sous forme de travail et de chaleur, avec l’air ambiant de l’extérieur.

La thermodynamique peut être expliquée en faisant intervenir deux approches différentes : phénoménologique et statistique. La première approche, se base sur des considérations macroscopiques. La thermodynamique phénoménologique établie des lois macroscopiques en utilisant un nombre réduit de principes et de lois empiriques qui proviennent des observations expérimentales. La thermodynamique statistique quant à elle porte sur des considérations moléculaires et sur le calcul des probabilités. Cette approche vise ainsi à établir les principes fondamentaux. Aussi, elle pénètre encore plus dans la structure de la matière afin d’en tirer toutes les propriétés.

Le système thermodynamique typique

Un système thermodynamique se compose de plusieurs particules. Afin de procéder à l’étude de ce système, la thermodynamique va se porter sur des propriétés d’ensemble mais non pas des comportements individuels de chaque élément concerné. On parlera ici d’approche phénoménologique, du fait qu’elle met en place des relations entre des propriétés macroscopiques sans que des mécanismes microscopiques sous- jacents interviennent.

La physique statistique part des lois de la physique qui s’occupent du mouvement des atomes. La physique statique a pu être développé après la naissance de la thermodynamique. Du fait que le système thermodynamique ne s’intéresse pas au comportement microscope des systèmes, des grandeurs macroscopiques doivent alors être créés : température, chaleur et entropie. Ce sont ces variables qui rendent la description thermodynamique macroscopique de la matière, plus cohérente.

Comment bien utiliser la thermodynamique ?

Pour une bonne utilisation de la thermodynamique, il faut être capable de distinguer différentes échelles. Ceci étant, il faut déterminer un système, une représentation ainsi qu’une variance appropriés. Si par exemple, les particules dans un système mal définies ne sont pas assez nombreuses, cela pourra compliquer l’élaboration de la différence entre le travail et la chaleur. Pourtant, ce sont des variables qui sont différentes à notre échelle d’humain. Autrement dit, après avoir effectué une analyse du comportement de chaque atome, et que l’on additionne ensuite séparément les résultats, il va s’agir d’un tout autre procédé et il sera moins pertinent par rapport à une analyse macroscopique. Afin d’effectuer une bonne séparation, les déplacements des particules individuelles peuvent être considérés comme négligeables face au mouvement d’ensemble ou ne l’affecte pas. Ainsi, il sera possible de définir la chaleur en opposant le travail, l’énergie interne et l’entropie normalisée par la température. Des erreurs d’échelles peuvent être faites, même par des experts. Comme il est impossible de prendre la température d’un atome à l’aide d’un thermomètre, pour pouvoir s’apercevoir des erreurs de changements d’échelle, mieux vaut procéder à un calcul d’erreurs.

Les caractéristiques importantes d’un système thermodynamique

Plusieurs caractéristiques sont essentielles au système thermodynamique. Le système doit être macroscopique. Ce qui signifie qu’il dispose d’un très grand nombre de particules, notamment un nombre proche du nombre d’Avogadro. De plus, le système doit être fermé. Autrement dit, le système à l’instant t se constitue des mêmes particules qu’à l’instant t=0. Et même pour l’étude d’un système ouvert, on commence toujours par se ramener à un système fermé.

L’objectif principal de la thermodynamique, est de faire une caractérisation du système au temps d’origine et final. L’entropie indique l’évolution du système. Trois types de transformation peuvent avoir lieu dans la nature : brutale, quasi statique et cyclique.

Le principe de l’aérothermie

Pour chauffer l’eau sanitaire, le chauffe eau thermodynamique fait intervenir le principe de l’aérothermie. C’est la pompe à chaleur électrique qui récupère les calories présentes naturellement dans l’air. Ensuite cette pompe transmet la chaleur à l’eau du ballon. Ce qui fait, qu’il prend les calories de l’air et rejette de l’air très froid qui est inférieur de 10 degrés à la température de la pièce. Lorsqu’il fait froid, c’est au tour de la résistance électrique d’agir dans le cas d’un besoin supplémentaire. En gros, il s’agit d’un appareil qui emploie les calories retrouvées dans l’air ambiant, qui sont aussi gratuites, propres et inépuisables. Toutefois, c’est un appareil qui fonctionne toujours à l’électricité. En théorie, le chauffe eau thermodynamique récupère 70 % de l’énergie contenue dans l’air. C’est grâce à cette énergie qu’il peut chauffer l’eau contenue dans le ballon d’eau thermodynamique. En principe le chauffe eau thermodynamique extrait les calories qui se trouve dans l’air extérieur, et les utilise pour réaliser un chauffage efficace de l’eau dans la cuve. Il s’agit d’un système innovant, car il permet de réduire la consommation d’énergie. De ce fait, vous allez pouvoir faire une économie considérable sur votre facture d’électricité.

Bref, la thermodynamique est une discipline qui se base plus, sur les notions de chaleur et de température. Cette discipline peut également être définie comme la science de tous les phénomènes qui sont concernés principalement par la température et les changements qui viennent avec. La thermodynamique intervient ainsi étroitement dans la conception des machines thermiques comme le chauffe eau thermodynamique, qui est aujourd’hui très sollicité par un grand nombre de ménages. Il s’agit effectivement d’un appareil dispositif, qui utilise l’air ambiant pour en soutirer des calories, qui vont permettre de chauffer l’eau dans la cuve de l’appareil. Plusieurs types de chauffe eau thermodynamique sont aujourd’hui disponible dans des magasins spécialisés en matériels sanitaires. Pour trouver celui qui vous convient, n’hésitez pas à jeter un coup d’œil attentif sur les caractéristiques de chaque modèle.

Présentation du domaine de thermodynamique

Le système thermodynamique typique

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Les caractéristiques importantes d’un système thermodynamique

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