Loi de Joule

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Il existe des lois de Joule en électricité et en thermodynamique.

[modifier] Lois de Joule en thermodynamique

La première loi de Joule énonce que, pour un gaz parfait, l'énergie interne U ne dépend que de la température. On note $C V$ , capacité calorifique à volume constant, la dérivée partielle de l'énergie interne par rapport à la température : $C_V=\left( \frac{\partial U}{\partial T} \right)_V$ . Il en découle directement une expression très utilisée en calcul de thermodynamique : $dU=C_V\,dT=nc_v\,dT$ , et surtout, par intégration (puisque $C V$ est indépendant de la température) : $\Delta\!U=C_V\,\Delta\!T$ .

La deuxième loi de Joule énonce le même résultat pour l'enthalpie H. La dérivée partielle de H par rapport à la température est noté $C p$ , appelée capacité calorifique à pression constante : $C_p=\left( \frac{\partial H}{\partial T} \right)_p$ . Pour un gaz parfait, on obtient de même : $\Delta\!H=C_p\,\Delta\!T$ .

On note également $\gamma=\frac{C_p}{C_V}$ , toujours supérieur à 1, mais qui n'est pas obligatoirement constant. Dans le cadre des gaz parfaits, $C p$ et $C V$ sont déterminés en fonction du gaz en question : la plupart du temps, on utilise le gaz parfait diatomique, pour lequel $C_p=\frac{7}{2}$ et $C_V=\frac{5}{2}$ . Alors $\gamma=\frac{7}{5}$ , valeur généralement utilisée.

[modifier] Voir

Loi de Joule et Gay-Lussac
Loi de Joule-Thomson
Relation de Mayer, section sur les gaz parfaits

[modifier] Loi de Joule en électricité

Pour un résistor de résistance R dans lequel circule un courant électrique d'intensité I, la puissance dissipée sous forme de chaleur par effet Joule est égale à $P_J=RI^2 \,$