THERMODYNAMIQUE D'EQUILIBRE (LOIS DE LA )

Source: http://www.peiresc.org/DINER/Lexique.pdf

 

La thermodynamique d'équilibre est le domaine de la physique qui étudie les propriétés des systèmes macroscopiques en état d'équilibre thermique et les processus de passage entre ces états en se basant sur l'analyse des transformations possibles de l'énergie de ces systèmes sans tenir compte de leur structure microscopique. Elle s'appuie sur trois lois fondamentales, dites aussi principes. Première loi : loi de la conservation de l'énergie pour un système thermodynamique . La quantité de chaleur échangée par le système correspond à la variation de l'énergie interne et au travail effectué contre les forces extérieures par le système. Cette loi a été formulée au XIX° siècle par R. Mayer, J. Joule, et H. Helmholtz. Seconde loi : loi sur l'impossibilité du mouvement perpétuel de second espèce. Les processus thermiques ne peuvent se dérouler naturellement à vitesse finie que dans une seule direction. Il en existe plusieurs formulations : Il n'est pas possible d'imaginer un processus dont le seul résultat serait de produire du travail équivalent à toute la chaleur fournie par une source thermique. Il n'est pas possible d'envisager un processus qui transférerait de l'énergie d'une source plus froide vers une source plus chaude. Cette seconde loi exprime la tendance d'un système à évoluer spontanément des états les moins probables vers les états les plus probables. La formulation moderne de la seconde loi s'exprime à l'aide de la notion d'entropie : dans un système fermé toute transformation doit laisser l'entropie constante ou provoquer sa croissance. Dans un état d'équilibre l'entropie d'un système fermé atteint son maximum et aucun processus macroscopique ne peut plus s'y dérouler. Dans un système ouvert la variation de la chaleur est inférieure ou égale à la variation d'entropie multipliée par la température selon que le processus est irréversible ou réversible. Troisième loi : l'entropie de tous les systèmes tend vers zéro lorsque la température tend vers le zéro absolu. Il s'ensuit l'impossibilité d'atteindre exactement le zéro absolu par un procédé quelconque. On peut construire toute la thermodynamique à l'aide des fonctions température (T), énergie interne (U) et entropie (S), mais de nombreux résultats peuvent être obtenus de manière plus simple avec une interprétation plus suggestive à l'aide de nouvelles fonctions définies à partir des fonctions primitives, les potentiels thermodynamiques.