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5.2. Différents types de transformations
Il est possible, pour les transformations quasi-statiques, de remplacer P ext par P (pression
du système) dans la relation dW = −P ext dV , et ainsi d’exprimer dW à l’aide des variables
d’état du système. Les définitions suivantes sont à retenir.
• Transformation quasi-statique
Une transformation est quasi-statique si le système passe de son état initial à son état
final par une succession d’états infiniment proches d’un état d’équilibre. Dans ce cas, les
variables d’état P, V, T sont bien définies pendant la transformation et varient continûment.
• Transformation réversible
Une transformation réversible est une transformation quasi-statique dont on peut inverser le sens à tout moment, grâce à une modification infinitésimale (= élémentaire) des
conditions extérieures. Conséquence : toute transformation réversible est quasi-statique
(réciproque fausse).
• Transformation irréversible
C’est une transformation qui ne répond pas au critère précédent (donc non réversible).
Notamment, lorsque les états intermédiaires (entre l’état initial et l’état final) de la transformation ne sont pas des états d’équilibre (transformation brutale par exemple), alors
la transformation est irréversible. Parmi les phénomènes physiques à l’origine d’irréversibilité, on peut citer les frottements (solides ou fluides), et les déplacements de matière
dus à des hétérogénéités spatiales de concentration. Plus généralement, presque toutes les
transformations naturelles ou spontanées sont des transformations irréversibles.
Un bon critère pour reconnaître une grande partie des transformations irréversibles : on
ne peut imaginer la transformation s’effectuant en sens inverse (goutte d’encre dans l’eau).
5.3. Travail des forces de pression pour une transformation
quasi-statique
Dans le cas d’une transformation quasi-statique, à tout moment le système est en équilibre avec le milieu extérieur, donc P = P ext , et le travail élémentaire échangé est
dW = −PdV . De même pour l’ensemble de la transformation amenant le système
d’un état initial (i) à un état final (f ), le travail total est W =
f
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−PdV .
5.4. Exemples de calcul du travail
• Transformation non quasi-statique
W =
f
i
−P ext dV . Dans le cas fréquent où la pression extérieure est constante, on a
simplement W = −P ext DV = −P ext (V f − V i ).
8. THERMODYNAMIQUE
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5.2. Différents types de transformations
Il est possible, pour les transformations quasi-statiques, de remplacer P ext par P (pression
du système) dans la relation dW = −P ext dV , et ainsi d’exprimer dW à l’aide des variables
d’état du système. Les définitions suivantes sont à retenir.
• Transformation quasi-statique
Une transformation est quasi-statique si le système passe de son état initial à son état
final par une succession d’états infiniment proches d’un état d’équilibre. Dans ce cas, les
variables d’état P, V, T sont bien définies pendant la transformation et varient continûment.
• Transformation réversible
Une transformation réversible est une transformation quasi-statique dont on peut inverser le sens à tout moment, grâce à une modification infinitésimale (= élémentaire) des
conditions extérieures. Conséquence : toute transformation réversible est quasi-statique
(réciproque fausse).
• Transformation irréversible
C’est une transformation qui ne répond pas au critère précédent (donc non réversible).
Notamment, lorsque les états intermédiaires (entre l’état initial et l’état final) de la transformation ne sont pas des états d’équilibre (transformation brutale par exemple), alors
la transformation est irréversible. Parmi les phénomènes physiques à l’origine d’irréversibilité, on peut citer les frottements (solides ou fluides), et les déplacements de matière
dus à des hétérogénéités spatiales de concentration. Plus généralement, presque toutes les
transformations naturelles ou spontanées sont des transformations irréversibles.
Un bon critère pour reconnaître une grande partie des transformations irréversibles : on
ne peut imaginer la transformation s’effectuant en sens inverse (goutte d’encre dans l’eau).
5.3. Travail des forces de pression pour une transformation
quasi-statique
Dans le cas d’une transformation quasi-statique, à tout moment le système est en équilibre avec le milieu extérieur, donc P = P ext , et le travail élémentaire échangé est
dW = −PdV . De même pour l’ensemble de la transformation amenant le système
d’un état initial (i) à un état final (f ), le travail total est W =
f
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−PdV .
5.4. Exemples de calcul du travail
• Transformation non quasi-statique
W =
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−P ext dV . Dans le cas fréquent où la pression extérieure est constante, on a
simplement W = −P ext DV = −P ext (V f − V i ).
8. THERMODYNAMIQUE
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