Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac
Énergie interne et premier principe : quiz de Terminale
Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- L'énergie interne U regroupe l'énergie propre d'un système ; c'est une fonction d'état extensive 4.
- On ne peut ni mesurer ni calculer la valeur de U : seules ses variations ΔU sont accessibles 4.
- Le premier principe traduit la conservation de l'énergie ; pour un système fermé, ΔU = W + Q 45.
- W et Q dépendent de la manière de conduire la transformation, alors que ΔU ne dépend que de l'état initial et de l'état final 5.
Avant de commencer
Ce quiz parcourt le chapitre « Énergie et thermodynamique » de Terminale spécialité : ce que désigne l'énergie interne, pourquoi on ne manipule que ses variations, ce que dit le premier principe et comment s'en servir dans un calcul. Tu rencontreras des questions à choix unique, des questions à réponses multiples, des affirmations vrai ou faux et des calculs numériques. Le modèle du gaz parfait, vu juste avant, t'aide à imaginer des particules en agitation.
Quiz
15 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.
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L'énergie interne est l'énergie propre du système, et c'est une fonction d'état extensive 4. Fonction d'état : elle ne dépend que de l'état du système. Extensive : elle croît avec la quantité de matière. Le thermomètre indique une température, pas : la première réponse confond les deux. La troisième décrit plutôt et 5. La quatrième est fausse : la chaleur est un transfert, pas une quantité contenue dans le système.
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Le premier principe exprime, pour les processus thermodynamiques, le principe de conservation de l'énergie 5. Les autres propositions ne le décrivent pas : température et pression n'ont aucune raison de rester constantes ou de croître, et le travail peut très bien être converti en chaleur.
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On suppose le système fermé, donc sans échange de matière 4. Il peut en revanche échanger de l'énergie (travail et chaleur). Confondre « fermé » et « isolé » est une erreur fréquente : un système isolé n'échange ni matière ni énergie, alors qu'un système fermé échange de l'énergie. Aucune restriction au gaz parfait n'est nécessaire.
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On applique 4 : J. L'énergie interne augmente. L'erreur tentante est de faire J en oubliant que est négatif quand le système cède de la chaleur, ou de retrancher alors qu'il s'additionne algébriquement.
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On isole dans 4 : J. Le signe négatif indique que le système cède 420 J à l'extérieur. L'erreur fréquente est d'écrire J en oubliant de changer le signe de lorsqu'on le passe de l'autre côté de l'égalité.
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C'est faux. À la différence de l'énergie potentielle et de l'énergie interne, le travail et la chaleur ne correspondent pas à des variations de fonctions d'état 5. Leurs valeurs changent avec la manière de mener la transformation, et pas seulement avec les états de départ et d'arrivée 5. On écrit donc , mais pas « » ni « ».
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L'énergie potentielle et l'énergie interne sont des fonctions d'état ; le travail et la chaleur n'en sont pas 5. Cocher ou vient de l'habitude de les voir dans la même équation que : ils y figurent comme transferts, pas comme propriétés de l'état du système.
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L'énergie interne traduit l'agitation interne du système à l'échelle atomique 5. La vitesse globale et la hauteur relèvent de l'énergie mécanique (cinétique et potentielle), donc de l'échelle macroscopique. La masse seule ne suffit pas à définir .
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C'est vrai : le premier principe garantit la conservation de l'énergie, donc une variation de s'explique par un échange de travail ou de chaleur avec l'extérieur, le système étant fermé 4. L'énergie ne naît pas à l'intérieur du système : elle vient de l'extérieur ou y repart.
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est une fonction d'état : ne dépend que de l'état initial et de l'état final. En revanche, et varient selon la façon de réaliser la transformation 5. Comme reste vraie sur chaque chemin, un plus grand est compensé par un différent : la somme est la même.
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Ici J et J, donc J 4. L'énergie interne ne change pas. L'erreur tentante est de croire qu'un échange d'énergie entraîne forcément une variation de : les deux transferts peuvent se compenser exactement.
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rassemble les énergies du système à l'échelle microscopique, et les interactions entre particules y sont trop complexes pour qu'on les décrive 4. Décrire l'état microscopique de la matière est si ardu que le calcul de est le plus souvent hors d'atteinte 5. Comme toute énergie, elle est définie à une constante près, donc elle n'est pas nulle par nature 5. Et c'est justement grâce au premier principe qu'on calcule ses variations 5.
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C'est faux. L'énergie interne est définie à une constante près, comme toute énergie 5. Cette constante s'annule dans la différence : c'est pour cela qu'on peut calculer sans connaître . Penser le contraire revient à confondre « valeur de » et « variation de ».
Les questions qu'on se pose
Pourquoi parle-t-on toujours de ΔU et jamais de la valeur de U ?
Parce qu'on ne sait ni mesurer ni calculer la valeur de l'énergie interne : il faudrait connaître toutes les énergies microscopiques et leurs interactions 4. Elle est définie à une constante près, mais ses variations, elles, sont accessibles grâce au premier principe 5. Dans un exercice, tu calcules donc avec .
Comment savoir si je dois compter W et Q positivement ou négativement ?
Place-toi du point de vue du système. Un transfert qu'il reçoit est compté positivement ; un transfert qu'il cède est compté négativement. Écris toujours le signe dans ton calcul avant d'additionner, puis relis le résultat : si le système a surtout cédé de l'énergie, doit être négative. Vérifie aussi que le système est fermé, condition de l'écriture 4.
Quelle différence entre énergie interne et énergie mécanique ?
L'énergie mécanique rassemble les énergies cinétique et potentielle du système pris dans son ensemble 5. L'énergie interne, elle, traduit l'agitation interne du système à l'échelle atomique 5. Un objet immobile posé sur une table a ainsi une énergie mécanique simple, tandis que son énergie interne change s'il s'échauffe.
Sources
Programme visé : Bulletin officiel spécial - Physique-chimie Terminale spécialité · Ministère de l'Éducation nationale
- Bulletin officiel spécial - Physique-chimie Terminale spécialité, Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
- Ressources Éduscol - Physique-chimie Terminale (thème Énergie), Éduscol - Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
- Thermodynamique 1 - Principes et applications, Université d'Angers. Consulté le 6 novembre 2026.
- Énergie interne, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Premier principe de la thermodynamique, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
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