8
CHAP. 1 – PREMIER ET SECOND PRINCIPES
On pose en une fois une masse m sur le piston. À l’évidence, la transformation n’est
pas quasi-statique car au début de la transformation, la pression intérieure est p 1
tandis que la pression extérieure est p 2 avec :
p 2 = p 1 +
mg
S
.
La différence entre les deux pressions se traduit par l’existence d’une force non infinitésimale qui se traduit par une accélération du piston.
a) transformation irréversible
+ m
Masse m 0
p 1
p 2
g
b) transformation réversible
+ dm
p 1
p 2
g
Masse m 0
....
+ dm
Figure 1.2 – Exemple de transformation (a) irréversible par modification brutale d’une
contrainte extérieure et (b) réversible par modification quasi-statique d’une contrainte extérieure
Transformations thermiquement irréversibles
Un bloc métallique porté à une température uniforme T 1 est plongé dans de l’eau
de température uniforme T 0 avec (T 1 − T 0 )/T 0 non négligeable devant 1. Le système évolue vers la température uniforme T 2 . Cette évolution est non-quasi-statique
(donc non réversible) car il y a une différence non infinitésimale de température à la
frontière système/extérieur.
Pour effectuer une transformation réversible, la condition nécessaire qui doit être
remplie est le caractère quasi-statique de la transformation. Dans le cas de la masse
posée sur le piston, effectuer la transformation de façon quasi-statique, c’est ajouter
des incréments de masse dm tels que dm/m 0 1 avec Σ dm = m. Dans le cas du
bloc métallique porté à la température finale T 2 , il est possible d’imaginer une façon d’agir qui serait réversible : considérons un très grand nombre de thermostats de
CHAP. 1 – PREMIER ET SECOND PRINCIPES
On pose en une fois une masse m sur le piston. À l’évidence, la transformation n’est
pas quasi-statique car au début de la transformation, la pression intérieure est p 1
tandis que la pression extérieure est p 2 avec :
p 2 = p 1 +
mg
S
.
La différence entre les deux pressions se traduit par l’existence d’une force non infinitésimale qui se traduit par une accélération du piston.
a) transformation irréversible
+ m
Masse m 0
p 1
p 2
g
b) transformation réversible
+ dm
p 1
p 2
g
Masse m 0
....
+ dm
Figure 1.2 – Exemple de transformation (a) irréversible par modification brutale d’une
contrainte extérieure et (b) réversible par modification quasi-statique d’une contrainte extérieure
Transformations thermiquement irréversibles
Un bloc métallique porté à une température uniforme T 1 est plongé dans de l’eau
de température uniforme T 0 avec (T 1 − T 0 )/T 0 non négligeable devant 1. Le système évolue vers la température uniforme T 2 . Cette évolution est non-quasi-statique
(donc non réversible) car il y a une différence non infinitésimale de température à la
frontière système/extérieur.
Pour effectuer une transformation réversible, la condition nécessaire qui doit être
remplie est le caractère quasi-statique de la transformation. Dans le cas de la masse
posée sur le piston, effectuer la transformation de façon quasi-statique, c’est ajouter
des incréments de masse dm tels que dm/m 0 1 avec Σ dm = m. Dans le cas du
bloc métallique porté à la température finale T 2 , il est possible d’imaginer une façon d’agir qui serait réversible : considérons un très grand nombre de thermostats de