Exercice : Ordinateur allumé

Question

Revenez sur Terre, et appliquez maintenant le premier principe à votre ordinateur allumé en face de vous.

Indice

demandez un conseil à votre ordinateur...

Solution

Un ordinateur est un système fermé (au sens thermodynamique du terme. Si vous utilisez Windows, il devient carrément un système hermétique).

Pendant une durée \[\Delta t\] de fonctionnement :

  • l'état de l'ordinateur (masse, volume, composition chimique, température, pression, champs électriques...) reste constant : donc les fonctions d'état le sont aussi, et \[\Delta U\]

  • l'énergie cinétique de votre ordinateur reste nulle tant qu'il est posé sur votre bureau (et cela vaut mieux), cette énergie cinétique ne varie donc pas : \[\Delta K=0\]

  • l'ordinateur est immobile, incompressible ( \[\Delta V=0\], la pression atmosphérique ne travaille donc pas) : aucune force extérieure ne travaille, par contre il reçoit une certaine énergie électrique (il y a une prise qui le relie au secteur), que nous assimilons à une énergie mécanique pour appliquer le premier principe. Soit \[W\] l'énergie électrique consommée pendant le temps \[\Delta t\]

  • l'ordinateur cède de la chaleur à l'extérieur (toute la chaleur dégagée par effet Joule dans les conducteurs doit être évacuée pour maintenir constante la température : \[Q < 0\]

Le résultat est que : \[W+Q=0\] ou \[Q=-W\] : toute l'énergie électrique consommée par l'ordinateur est rétrocédée sous forme de chaleur à l'environnement.