Le premier principe permet de dresser le bilan des échanges d'énergie avec l'extérieur et il
affirme la conservation
de cette énergie.
Le deuxième principe permet de dresser le bilan de la quantité de désordre échangée avec le
milieu extérieur.
On n’emploi pas directement la notion de désordre mais une valeur qui lui est liée :
l'entropie
(rapport d’une quantité de
chaleur sur une température).
L’évolution de l’entropie ne suit pas en général des lois mathématiques
simples.
Par exemple, un château de carte peut s'effondrer au moindre souffle, un transfert très faible peut donc modifier
fortement l'entropie finale
(le désordre).
Ayant l'entropie finale on ne peut pas retrouver l'entropie initiale puisqu'on ne connaît pas (et on ne peut retrouver)
la structure de
ce château
avant qu'il ne s'effondre en regardant le tas de carte.
Dans quelques cas particuliers on proposera des lois qui permettront de calculer l’entropie totale.
DEUXIÈME PRINCIPE
Énoncé : Pour tout système il existe une fonction appelée entropie (symbolisée par la lettre S) dont on peut faire le bilan.
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Q |
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Par définition : ΔStotale = ΔSext + ΔSsys avec ΔSext = |
—— |
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Text |
ΔQ est la quantité de chaleur échangée entre système et milieu extérieur,
Text est la température thermodynamique du milieu extérieur,
le terme ΔSsystème est obligatoirement positif (ou nul).
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Q |
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Pour une transformation quelconque (irréversible), on obtient une inégalité : |
ΔStotale > —— |
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Text |
Attention, pour une transformation réversible, on sait que l’entropie du système est constante,
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Q |
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alors : ΔSsys = 0 avec |
ΔStotale = ΔSext = |
—— |
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Text |
Remarques
- l'entropie de l'univers ne peut jamais diminuer.
- l'entropie reste constante lors d'une transformation réversible.
- l'entropie augmente lors d'une transformation irréversible.
- l'entropie est proportionnelle à la quantité de chaleur échangée mais inversement proportionnelle
à T (elle est faible lors
d’un échange à haute température et importante à basse température).
- l'entropie à 0 K d'un cristal parfait vaut 0 (théorème de Nernst).
A retenir
La définition de l'entropie.
Les équations relatives à l'entropie.