480 Chapitre 18
Second principe
Dans l’expérience 1, le système constitué des deux masses d’eau est isolé et ne revient pas spontanément à son état initial après la transformation.
Comment quantifier l’irréversibilité d’une transformation ?
C’est en calculant l’entropie créée lors d’une transformation qu’on peut quantifier son degré d’irréversibilité. Plus l’entropie créée est importante plus la transformation est irréversible.
• Appliquer le second principe au système étudié : ΔS IF = S e + S c .
• Déterminer ΔS IF à partir d’une relation fournie, à l’aide d’une table ou d’un diagramme.
• Calculer l’entropie échangée au cours de la transformation : S e =
Q IF
T s
où T s est la
température du thermostat avec lequel se fait le transfert thermique.
• En déduire S c = ΔS IF − S e .
Méthode 18.2 : Calcul de l’entropie créée au cours d’une transformation
Exercices (18.3) (18.4)
Q IF se calcule en appliquant la méthode 17.2
Retour aux expériences contextuelles
La figure 18.1 représente deux diagrammes de l’eau : le diagramme enthalpique à gauche, sur lequel
sont représentées des courbes isentropiques (s = cste) et le diagramme entropique à droite, sur
lequel sont représentées des courbes isobariques (P = cste).
Sur ces diagrammes nous avons porté les points A, B, C et D représentatifs des états d’équilibre
du système dans les expériences 2 et 3. Nous avons également porté le point B
représentatif de
l’état d’équilibre qui serait atteint si la transformation de l’expérience 2 était rendue réversible.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
h (kJ · kg
−1 )
10
−2
10
−1
10
0
10
1
10
2
10
3
P (bar)
s (kJ · K
−1 · kg
−1 )
300 K
350 K
400 K
450 K
500 K
550 K
600 K
s = 9,3
s = 8,7
s = 8,1
s = 7,5
s = 6,9
s = 6,3
s = 5,7
s = 5,1
s = 4,5
A
B
C
D B
L
V
E
F
Diagramme enthalpique de l
eau
0
2
4
6
8
10
s (kJ · K
−1 · kg
−1 )
300
400
500
600
700
800
T (K)
0,01 bar
0,10 bar
1 bar
5 bar
10 bar
50 bar
100 bar
200 bar
A
B
C
D
B
L
V
E
F
Diagramme entropique de l
eau
Figure 18.1. Représentation des états d’équilibre des expériences 2 et 3 dans les diagrammes enthalpique et entropique.
partagelivrescpge.blogspot.com
Second principe
Dans l’expérience 1, le système constitué des deux masses d’eau est isolé et ne revient pas spontanément à son état initial après la transformation.
Comment quantifier l’irréversibilité d’une transformation ?
C’est en calculant l’entropie créée lors d’une transformation qu’on peut quantifier son degré d’irréversibilité. Plus l’entropie créée est importante plus la transformation est irréversible.
• Appliquer le second principe au système étudié : ΔS IF = S e + S c .
• Déterminer ΔS IF à partir d’une relation fournie, à l’aide d’une table ou d’un diagramme.
• Calculer l’entropie échangée au cours de la transformation : S e =
Q IF
T s
où T s est la
température du thermostat avec lequel se fait le transfert thermique.
• En déduire S c = ΔS IF − S e .
Méthode 18.2 : Calcul de l’entropie créée au cours d’une transformation
Exercices (18.3) (18.4)
Q IF se calcule en appliquant la méthode 17.2
Retour aux expériences contextuelles
La figure 18.1 représente deux diagrammes de l’eau : le diagramme enthalpique à gauche, sur lequel
sont représentées des courbes isentropiques (s = cste) et le diagramme entropique à droite, sur
lequel sont représentées des courbes isobariques (P = cste).
Sur ces diagrammes nous avons porté les points A, B, C et D représentatifs des états d’équilibre
du système dans les expériences 2 et 3. Nous avons également porté le point B
représentatif de
l’état d’équilibre qui serait atteint si la transformation de l’expérience 2 était rendue réversible.
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1000
1500
2000
2500
3000
3500
h (kJ · kg
−1 )
10
−2
10
−1
10
0
10
1
10
2
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P (bar)
s (kJ · K
−1 · kg
−1 )
300 K
350 K
400 K
450 K
500 K
550 K
600 K
s = 9,3
s = 8,7
s = 8,1
s = 7,5
s = 6,9
s = 6,3
s = 5,7
s = 5,1
s = 4,5
A
B
C
D B
L
V
E
F
Diagramme enthalpique de l
eau
0
2
4
6
8
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s (kJ · K
−1 · kg
−1 )
300
400
500
600
700
800
T (K)
0,01 bar
0,10 bar
1 bar
5 bar
10 bar
50 bar
100 bar
200 bar
A
B
C
D
B
L
V
E
F
Diagramme entropique de l
eau
Figure 18.1. Représentation des états d’équilibre des expériences 2 et 3 dans les diagrammes enthalpique et entropique.
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