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Chapitre 5 : Thermodynamique de I'etat solide
Pour calculer la variation d'energie d'un systeme, on 1'exprime sous
forme differentielle que Ton integre entre les valeurs des variables
correspondant a I'etat initial et I'etat final. Ainsi, nous ecrirons que la
variation d'energie interne est :
ou P ext est la pression du milieu exterieur. Cette relation met en evidence le produit d'une grandeur intensive P et d'une grandeur extensive
V. Dans le cas de la chaleur, la variable intensive est la temperature. Par
contre, la grandeur extensive est tres particuliere puisqu'il s'agit de
1'entropie S, et nous ecrirons a priori 1'expression de 1'energie thermique (Second principe de la thermodynamique) :
(5.5)
<5q rev represente la chaleur echangee entre le systeme et le milieu
exterieur dans des conditions reversibles, c'est-a-dire quand leurs temperatures sont identiques a un infiment petit pres dT, necessaire pour
assurer ce transfert de chaleur. Cette variable entropie a la particularite de representer une grandeur qui peut etre creee. Ainsi, la variation d'entropie d'un systeme lors de son evolution est la somme de
deux termes dS = dS e + dSj. Le premier terme est la variation
d'entropie liee aux echanges thermiques et deflnie precedemment :
dS e = <5q/T, tandis que le deuxieme terme correspond a 1'entropie
creee lors de la degradation d'energie. Lors d'une transformation
reversible mettant en jeu uniquement des echanges thermiques et
mecaniques, la variation d'entropie se limite au premier terme et nous
pouvons ecrire : dS = 5q/T rev. Dans tous les cas, 1'evolution d'un systeme correspond a dS > 0. Cette condition devolution conduit a introduire deux nouvelles fonctions d'etat. D'une part, la fonction energie
libre de Helmholtz :
Nous distinguons, dans cette ecriture, le fait que U est une fonction
d'etat (forme differentielle), tandis que w et q ne sont pas des fonctions
d'etat (forme infiniment petite). L'expression du travail mecanique
echange est alors :
Chapitre 5 : Thermodynamique de I'etat solide
Pour calculer la variation d'energie d'un systeme, on 1'exprime sous
forme differentielle que Ton integre entre les valeurs des variables
correspondant a I'etat initial et I'etat final. Ainsi, nous ecrirons que la
variation d'energie interne est :
ou P ext est la pression du milieu exterieur. Cette relation met en evidence le produit d'une grandeur intensive P et d'une grandeur extensive
V. Dans le cas de la chaleur, la variable intensive est la temperature. Par
contre, la grandeur extensive est tres particuliere puisqu'il s'agit de
1'entropie S, et nous ecrirons a priori 1'expression de 1'energie thermique (Second principe de la thermodynamique) :
(5.5)
<5q rev represente la chaleur echangee entre le systeme et le milieu
exterieur dans des conditions reversibles, c'est-a-dire quand leurs temperatures sont identiques a un infiment petit pres dT, necessaire pour
assurer ce transfert de chaleur. Cette variable entropie a la particularite de representer une grandeur qui peut etre creee. Ainsi, la variation d'entropie d'un systeme lors de son evolution est la somme de
deux termes dS = dS e + dSj. Le premier terme est la variation
d'entropie liee aux echanges thermiques et deflnie precedemment :
dS e = <5q/T, tandis que le deuxieme terme correspond a 1'entropie
creee lors de la degradation d'energie. Lors d'une transformation
reversible mettant en jeu uniquement des echanges thermiques et
mecaniques, la variation d'entropie se limite au premier terme et nous
pouvons ecrire : dS = 5q/T rev. Dans tous les cas, 1'evolution d'un systeme correspond a dS > 0. Cette condition devolution conduit a introduire deux nouvelles fonctions d'etat. D'une part, la fonction energie
libre de Helmholtz :
Nous distinguons, dans cette ecriture, le fait que U est une fonction
d'etat (forme differentielle), tandis que w et q ne sont pas des fonctions
d'etat (forme infiniment petite). L'expression du travail mecanique
echange est alors :