8.2. Le second principe de la thermodynamique
La température T est la température (absolue) à l’interface de contact entre le système
et le milieu extérieur. Tout transfert non thermique est sans effet sur l’entropie du
système.
Remarque
Un système en équilibre (qui n’évolue plus) a nécessairement une entropie maximale :
il ne peut pas évoluer spontanément car sa variation d’entropie serait alors négative.
L’entropie n’est pas une forme d’énergie : elle s’exprime en J ·K
–1 . C’est une fonction
d’état : lors d’une transformation, la variation d’entropie du système ne dépend que de
son état d’équilibre initial et de son état d’équilibre final et pas de la façon dont s’est
déroulée la transformation :
DS = S 2 (final) – S 1 (initial)
L’entropie est une grandeur additive : l’entropie d’un système (S) est la somme des
différentes entropies des sous-systèmes (S 1 ) et (S 2 ) constituant le système :
S (S 1 ∪S 2 ) = S (S 1 ) + S (S 2 )
Remarque
Seule une variation d’entropie est physiquement mesurable. L’entropie d’un système
(comme l’énergie interne et l’enthalpie) ne peut être définie qu’à une constante additive
près. Le troisième principe de la thermodynamique permet de fixer arbitrairement
cette constante : l’entropie de tous les corps purs est nulle à la température du zéro
absolu (0 K).
Énoncé du second principe
Lors d’une transformation spontanée, la variation d’entropie du système DS est
la somme d’une entropie d’échange S e et d’une production entropie S p . L’entropie
produite est nulle pour une transformation réversible, elle est strictement positive
pour une transformation irréversible.
DS = S e + S p avec S p (rév) = 0 et S p (irrév) > 0
En effet, l’expression de l’entropie peut être réécrite comme :
dS
dQ
T
soit dS =
dQ
T
+ dS p avec dS p 0
Le terme dQ/T est assimilé à une entropie d’échange, notée dS e , résultant du transfert
thermique avec le milieu extérieur à travers les frontières du système.
©
Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 169 — #179
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La température T est la température (absolue) à l’interface de contact entre le système
et le milieu extérieur. Tout transfert non thermique est sans effet sur l’entropie du
système.
Remarque
Un système en équilibre (qui n’évolue plus) a nécessairement une entropie maximale :
il ne peut pas évoluer spontanément car sa variation d’entropie serait alors négative.
L’entropie n’est pas une forme d’énergie : elle s’exprime en J ·K
–1 . C’est une fonction
d’état : lors d’une transformation, la variation d’entropie du système ne dépend que de
son état d’équilibre initial et de son état d’équilibre final et pas de la façon dont s’est
déroulée la transformation :
DS = S 2 (final) – S 1 (initial)
L’entropie est une grandeur additive : l’entropie d’un système (S) est la somme des
différentes entropies des sous-systèmes (S 1 ) et (S 2 ) constituant le système :
S (S 1 ∪S 2 ) = S (S 1 ) + S (S 2 )
Remarque
Seule une variation d’entropie est physiquement mesurable. L’entropie d’un système
(comme l’énergie interne et l’enthalpie) ne peut être définie qu’à une constante additive
près. Le troisième principe de la thermodynamique permet de fixer arbitrairement
cette constante : l’entropie de tous les corps purs est nulle à la température du zéro
absolu (0 K).
Énoncé du second principe
Lors d’une transformation spontanée, la variation d’entropie du système DS est
la somme d’une entropie d’échange S e et d’une production entropie S p . L’entropie
produite est nulle pour une transformation réversible, elle est strictement positive
pour une transformation irréversible.
DS = S e + S p avec S p (rév) = 0 et S p (irrév) > 0
En effet, l’expression de l’entropie peut être réécrite comme :
dS
dQ
T
soit dS =
dQ
T
+ dS p avec dS p 0
Le terme dQ/T est assimilé à une entropie d’échange, notée dS e , résultant du transfert
thermique avec le milieu extérieur à travers les frontières du système.
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