/. Systèmes à N corps. Approche thermodynamique
ds --- 1
·~·
1
1
1
'
l - - -
Figure2.
3. Le langage de la thermodynamique
3. J. Le principe de conservation
9
L'étude mécanique du gaz parfait montre clairement qu'il est avantageux
d'introduire des grandeurs statistiques comme la pression ou la température plutôt
que d'essayer de déterminer le mouvement individuel ou l'énergie cinétique de
chaque particule d'un système complexe. Il n'y a aucune raison de limiter cette
approche aux seul modèle du gaz parfait. Ainsi, quel que soit le système réel
considéré (gaz réel, liquide, solide), il est tout-à-fait possible d'en définir son
énergie interne, sa quantité de chaleur, sa température, etc. bref, de trouver un
ensemble de grandeurs statistiques suffisant pour décrire au mieux l'état du système. C'est «l'usage» qui détermine le choix pertinent des «variables d'état»
d'un système. Par exemple, pour caractériser l'état d'un gaz, il est suffisant de
connaître son nombre de moles, son volume, sa température ou sa pression.
L'étude d'une batterie de voiture nécessite d'introduire, en plus, sa tension ainsi
que sa charge électrique, etc.
Bien évidemment, l'état physique d'un système est déterminé par les valeurs que
prennent toutes ses grandeurs d'états. Cependant, l'expérience ainsi que les modèles théoriques mettent parfois en évidence que certaines de ces variables d'état
sont reliées par des équations : «les équations d'état». Aussi, la description totale
d'un système sera obtenue en n'utilisant que les variables d'état indépendantes.
Quel que soit le système étudié, les variables d'état se classent en deux groupes :
les variables « extensives » et les variables « intensives ». Pour distinguer ces
deux types de variables, il suffit de considérer la réunion de deux systèmes identiques. Les variables qui ne changent pas au cours d'une telle opération sont dites
intensives, celles qui doublent sont dites extensives. Ainsi la réunion de deux litres d'eau caractérisés par la même pression et la même température fournit un
nouveau système dont le volume ainsi que la masse ont doublé mais dont la température et la pression n'ont pas varié. Le volume et la masse sont ainsi des grandeurs extensives alors que la température et la pression sont des grandeurs intensives.
ds --- 1
·~·
1
1
1
'
l - - -
Figure2.
3. Le langage de la thermodynamique
3. J. Le principe de conservation
9
L'étude mécanique du gaz parfait montre clairement qu'il est avantageux
d'introduire des grandeurs statistiques comme la pression ou la température plutôt
que d'essayer de déterminer le mouvement individuel ou l'énergie cinétique de
chaque particule d'un système complexe. Il n'y a aucune raison de limiter cette
approche aux seul modèle du gaz parfait. Ainsi, quel que soit le système réel
considéré (gaz réel, liquide, solide), il est tout-à-fait possible d'en définir son
énergie interne, sa quantité de chaleur, sa température, etc. bref, de trouver un
ensemble de grandeurs statistiques suffisant pour décrire au mieux l'état du système. C'est «l'usage» qui détermine le choix pertinent des «variables d'état»
d'un système. Par exemple, pour caractériser l'état d'un gaz, il est suffisant de
connaître son nombre de moles, son volume, sa température ou sa pression.
L'étude d'une batterie de voiture nécessite d'introduire, en plus, sa tension ainsi
que sa charge électrique, etc.
Bien évidemment, l'état physique d'un système est déterminé par les valeurs que
prennent toutes ses grandeurs d'états. Cependant, l'expérience ainsi que les modèles théoriques mettent parfois en évidence que certaines de ces variables d'état
sont reliées par des équations : «les équations d'état». Aussi, la description totale
d'un système sera obtenue en n'utilisant que les variables d'état indépendantes.
Quel que soit le système étudié, les variables d'état se classent en deux groupes :
les variables « extensives » et les variables « intensives ». Pour distinguer ces
deux types de variables, il suffit de considérer la réunion de deux systèmes identiques. Les variables qui ne changent pas au cours d'une telle opération sont dites
intensives, celles qui doublent sont dites extensives. Ainsi la réunion de deux litres d'eau caractérisés par la même pression et la même température fournit un
nouveau système dont le volume ainsi que la masse ont doublé mais dont la température et la pression n'ont pas varié. Le volume et la masse sont ainsi des grandeurs extensives alors que la température et la pression sont des grandeurs intensives.