En science, les propriétés thermodynamiques sont des caractéristiques utilisées pour décrire un système physique. Ils font référence à des qualités telles que la chaleur, la pression et la température, qui affectent les phénomènes de l’atmosphère terrestre aux vitesses auxquelles les réactions chimiques se produisent. L’échange de chaleur entre les objets se produit presque partout dans le monde naturel et est très important pour le fonctionnement de la technologie moderne. Les propriétés thermodynamiques mesurent les différents facteurs qui influencent ce processus entre deux ou plusieurs objets. Les ingénieurs les utilisent pour concevoir des machines meilleures et plus efficaces.
Les propriétés thermodynamiques font référence aux paramètres par lesquels les scientifiques et les ingénieurs analysent une région particulière, appelée système physique, comme un moteur ou un objet naturel. Restant constants dans tout un système, des éléments tels que la température et la pression fournissent des informations sur la façon dont quelque chose utilise l’énergie et effectue un travail. Ces propriétés sont utilisées pour déterminer des questions telles que la quantité de travail qu’une machine donnée peut effectuer ou la quantité d’énergie nécessaire pour accélérer une réaction chimique dans l’industrie. Ils peuvent être utilisés pour classer un système comme ouvert ou fermé, selon que la matière et l’énergie peuvent y entrer et en sortir.
La chaleur qui doit être mise dans un système et le travail qui doit être fait pour augmenter son énergie interne sont tous des propriétés thermodynamiques. L’énergie peut être transférée par la chaleur entre des objets de températures différentes. Le transfert de chaleur spontané se produit lorsque la chaleur se déplace d’un corps avec une température plus élevée vers un objet plus froid, alors que le mouvement inverse nécessite un travail. L’énergie libre est la mesure de la quantité d’énergie d’un système thermodynamique pouvant être utilisée pour effectuer un travail, tandis que l’entropie mesure la quantité d’énergie perdue, gaspillée ou autrement inutilisée.
La température thermodynamique est une propriété importante car elle permet aux scientifiques et aux ingénieurs de calculer la température absolue d’un objet. C’est une mesure de la perte et de l’absorption de chaleur d’un système, qui représentent ensemble l’échange d’énergie qui s’y produit. Puisque la thermodynamique est une branche de la science concernée par l’échange et la conversion d’énergie, cette propriété est essentielle pour décrire l’état d’un système. Des propriétés comme la température sont dites intensives car indépendantes de la taille d’un système donné, contrairement au volume ou à la pression, qui varient avec la taille de l’objet.
Les ingénieurs et les chimistes utilisent les propriétés thermodynamiques pour construire des moteurs et planifier des réactions chimiques qui maximisent l’utilisation efficace de l’énergie thermique. Les principes thermodynamiques ont été découverts en partie pendant la révolution industrielle lors de la quête pour fabriquer des machines plus efficaces, en particulier celles des usines textiles à vapeur. Cet accent précoce sur l’utilisation scientifique appliquée des propriétés thermodynamiques a conduit à de nombreuses découvertes pratiques. Un exemple de la valeur pratique de cette information se trouve dans la conception des échangeurs de chaleur, tels que les radiateurs de voiture, qui interviennent dans le transfert d’énergie thermique d’un objet à un autre.