Chapitre 8 • Les deux principes de la thermodynamique
Selon, le caractère réversible ou irréversible de la transformation, la variation d’entropie du système est respectivement :
DS (syst) =
rév
dQ (syst)
T
ou DS (syst) =
irrév
dQ (syst)
T
+ S p
Un système hors équilibre va évoluer naturellement (spontanément) dans le sens
d’une création d’entropie. Le terme S p constitue donc bien le critère de prévision de
l’évolution du système.
Remarque
La valeur numérique de Sp mesure le degré d’irréversibilité de la transformation. En
revanche, si un calcul donne Sp < 0, alors la transformation est impossible spontanément.
INTERPRÉTATION PHYSIQUE DE L’ENTROPIE
En thermodynamique
Voir
chapitre 9
statistique, le concept d’entropie s’interprète comme une mesure du
désordre interne du système : plus l’entropie est grande, plus le système est désordonné.
Ainsi, un système évoluant spontanément évolue dans le sens d’une augmentation
d’entropie donc de désordre.
En thermodynamique classique, la production d’entropie se faisant au détriment de la
production d’énergie mécanique, la notion d’entropie est donc à la base des calculs du
rendement des machines thermiques.
8.2.3 Étude de l’irréversibilité
Seules les transformations réversibles permettent de faire des calculs. Contrairement
à DS, les termes S e et S p ne sont pas des fonctions d’état et dépendent donc du type
de transformation : ils ne sont pas calculables directement. Cependant, l’additivité de
l’entropie appliquée à l’univers (système + milieu extérieur) associé au second principe
appliqué au système permet d’écrire :
DS (univ) = DS (syst) + DS (ext) et DS (syst) = S e + S p
Par identification de ces deux expressions, on pose que :
S p = DS (univ) et S e = - DS (ext)
En particulier, en tant que fonction d’état, DS (ext) peut être calculée sur n’importe
quelle transformation réversible respectant les mêmes états d’équilibre initial et final
que la transformation réelle. L’entropie d’échange et la production d’entropie S e et S p
s’écrivent alors :
S e = −
rév
dQ (ext)
T ext
et S p = DS (syst) – S e
170
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 170 — #180
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Selon, le caractère réversible ou irréversible de la transformation, la variation d’entropie du système est respectivement :
DS (syst) =
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dQ (syst)
T
ou DS (syst) =
irrév
dQ (syst)
T
+ S p
Un système hors équilibre va évoluer naturellement (spontanément) dans le sens
d’une création d’entropie. Le terme S p constitue donc bien le critère de prévision de
l’évolution du système.
Remarque
La valeur numérique de Sp mesure le degré d’irréversibilité de la transformation. En
revanche, si un calcul donne Sp < 0, alors la transformation est impossible spontanément.
INTERPRÉTATION PHYSIQUE DE L’ENTROPIE
En thermodynamique
Voir
chapitre 9
statistique, le concept d’entropie s’interprète comme une mesure du
désordre interne du système : plus l’entropie est grande, plus le système est désordonné.
Ainsi, un système évoluant spontanément évolue dans le sens d’une augmentation
d’entropie donc de désordre.
En thermodynamique classique, la production d’entropie se faisant au détriment de la
production d’énergie mécanique, la notion d’entropie est donc à la base des calculs du
rendement des machines thermiques.
8.2.3 Étude de l’irréversibilité
Seules les transformations réversibles permettent de faire des calculs. Contrairement
à DS, les termes S e et S p ne sont pas des fonctions d’état et dépendent donc du type
de transformation : ils ne sont pas calculables directement. Cependant, l’additivité de
l’entropie appliquée à l’univers (système + milieu extérieur) associé au second principe
appliqué au système permet d’écrire :
DS (univ) = DS (syst) + DS (ext) et DS (syst) = S e + S p
Par identification de ces deux expressions, on pose que :
S p = DS (univ) et S e = - DS (ext)
En particulier, en tant que fonction d’état, DS (ext) peut être calculée sur n’importe
quelle transformation réversible respectant les mêmes états d’équilibre initial et final
que la transformation réelle. L’entropie d’échange et la production d’entropie S e et S p
s’écrivent alors :
S e = −
rév
dQ (ext)
T ext
et S p = DS (syst) – S e
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