478 Chapitre 18
Second principe
• Expérience 3 : c’est une compression monotherme. Le système reste en contact thermique avec un thermostat et les états extêmes sont des états d’équilibre thermique.
Aucune de ces transformations n’est infiniment lente ; le système n’est en équilibre qu’à l’état initial
et à l’état final.
1 Notions de réversibilité et d’irréversibilité
La notion de réversibilité est liée à la faculté pour le système et son extérieur, c’est-à-dire finalement
l’Univers, de pouvoir revenir à chaque instant, lors de son évolution, dans son état immédiatement
antérieur, sous l’effet d’une modification infinitésimale des contraintes extérieures.
Une transformation qui ne satisfait pas à ce critère est qualifiée d’irréversible.
Une transformation est irréversible si elle présente au moins une des propriétés suivantes :
• transformation non infiniment lente ;
• inhomogénéité de température, de pression ou de concentration au sein du système ;
• déséquilibre entre le système et l’extérieur pendant la transformation ;
• phénomènes de mélange ;
• phénomènes de dissipation d’énergie (électrique ou mécanique) ;
• réaction chimique au sein du système lors de la transformation.
Méthode 18.1 : Identifier des causes physiques de l’irréversibilité
Exercices (18.1) (18.2) (18.4)
Quelles sont les causes d’irréversibilité des trois expériences présentées ?
Dans l’expérience 1, la rapidité de la transformation, la différence de température entre les deux
masses d’eau et le phénomène de mélange sont causes d’irréversibilité.
Dans les expériences 2 et 3, les transformations ne sont pas infiniment lentes et le système n’est
pas à l’équilibre mécanique avec l’extérieur pendant la transformation.
Est-il possible de modifier les conditions de nos expériences contextuelles pour les
rendre réversibles ?
Une transformation est réversible si elle vérifie chacun des trois points suivants :
• elle est infiniment lente : le système passe par une succession continue d’états d’équilibres ;
• aucune cause d’irréversibilité n’intervient au cours de la transformation ;
• à chaque instant de la transformation, on peut en inverser le sens par une modification
infinitésimale des contraintes extérieures.
Définition : Transformation idéale réversible
Il n’est pas possible de rendre réversible la transformation de l’expérience 1 en raison du phénomène
de mélange. Dans l’expérience 2 on peut imaginer se rapprocher d’une transformation réversible en
poussant très lentement le piston et en augmentant très progressivement la pression extérieure
afin que le système soit à chaque instant très proche d’un état d’équilibre mécanique avec l’extérieur
partagelivrescpge.blogspot.com
Second principe
• Expérience 3 : c’est une compression monotherme. Le système reste en contact thermique avec un thermostat et les états extêmes sont des états d’équilibre thermique.
Aucune de ces transformations n’est infiniment lente ; le système n’est en équilibre qu’à l’état initial
et à l’état final.
1 Notions de réversibilité et d’irréversibilité
La notion de réversibilité est liée à la faculté pour le système et son extérieur, c’est-à-dire finalement
l’Univers, de pouvoir revenir à chaque instant, lors de son évolution, dans son état immédiatement
antérieur, sous l’effet d’une modification infinitésimale des contraintes extérieures.
Une transformation qui ne satisfait pas à ce critère est qualifiée d’irréversible.
Une transformation est irréversible si elle présente au moins une des propriétés suivantes :
• transformation non infiniment lente ;
• inhomogénéité de température, de pression ou de concentration au sein du système ;
• déséquilibre entre le système et l’extérieur pendant la transformation ;
• phénomènes de mélange ;
• phénomènes de dissipation d’énergie (électrique ou mécanique) ;
• réaction chimique au sein du système lors de la transformation.
Méthode 18.1 : Identifier des causes physiques de l’irréversibilité
Exercices (18.1) (18.2) (18.4)
Quelles sont les causes d’irréversibilité des trois expériences présentées ?
Dans l’expérience 1, la rapidité de la transformation, la différence de température entre les deux
masses d’eau et le phénomène de mélange sont causes d’irréversibilité.
Dans les expériences 2 et 3, les transformations ne sont pas infiniment lentes et le système n’est
pas à l’équilibre mécanique avec l’extérieur pendant la transformation.
Est-il possible de modifier les conditions de nos expériences contextuelles pour les
rendre réversibles ?
Une transformation est réversible si elle vérifie chacun des trois points suivants :
• elle est infiniment lente : le système passe par une succession continue d’états d’équilibres ;
• aucune cause d’irréversibilité n’intervient au cours de la transformation ;
• à chaque instant de la transformation, on peut en inverser le sens par une modification
infinitésimale des contraintes extérieures.
Définition : Transformation idéale réversible
Il n’est pas possible de rendre réversible la transformation de l’expérience 1 en raison du phénomène
de mélange. Dans l’expérience 2 on peut imaginer se rapprocher d’une transformation réversible en
poussant très lentement le piston et en augmentant très progressivement la pression extérieure
afin que le système soit à chaque instant très proche d’un état d’équilibre mécanique avec l’extérieur
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