Chapitre 8 • Les deux principes de la thermodynamique
8.3.3 Entropie des gaz parfaits
Lors d’une transformation isotherme, la variation d’entropie du système est :
DS =
Q rév
T 0
or Q rév = −W = n R T 0 ln
V 2
V 1
soit DS = n R ln
V 2
V 1
Lors une transformation isobare, on a :
dQ rév = n C P dT d’où DS = n C P
T 2
T 1
dT
T
soit DS = n C P ln
T 2
T 1
Lors une transformation isochore, on aboutit de même à : DS = n C V ln
T 2
T 1
Lors d’une transformation adiabatique, le système n’échangeant pas de chaleur avec
le milieu extérieur (Q rév = 0), l’entropie du système reste constante et sa variation est
nulle. Une transformation adiabatique réversible est appelée isentropique :
S 2 = S 1 d’où DS = 0
Lors d’une évolution cyclique (état final identique à l’état initial), la variation d’entropie est également nulle.
8.4 LES GAZ RÉELS
Dès que l’on quitte le domaine des faibles pressions, on observe des écarts importants
à la loi des gaz parfaits. Par ailleurs, contrairement aux gaz parfaits, un gaz réel peut
se liquéfier. On se reporte alors à des tables thermodynamiques ou à des diagrammes
spécifiques.
8.4.1 Tables thermodynamiques des vapeurs surchauffées
Les tables thermodynamiques des vapeurs surchauffées fournissent, pour certaines
conditions de pression P (bars) et de température u (
◦ C), les valeurs du volume massique
v (m
3 · kg
–1 ), de l’énergie interne massique u (kJ · kg
–1 ), de l’enthalpie massique
h (kJ · kg
–1 ) et de l’entropie massique s (kJ · kg
–1 · K
–1 ).
8.4.2 Détente isotherme d’un liquide comprimé
Considérons un réservoir fermé par un piston contenant uniquement de l’eau liquide.
La température étant maintenue constante, on soulève progressivement le piston. On
observe d’abord la détente du liquide (AB) : la pression diminue très rapidement, mais le
volume du liquide ne varie que très faiblement. La première bulle de vapeur apparaît en
B : la proportion de liquide et de vapeur se modifie ensuite en fonction du volume offert
à la vapeur. Le volume augmente considérablement, mais la pression reste constante
tant que liquide et vapeur coexistent. La dernière goutte de liquide disparaît en D. On
assiste enfin à la détente de la vapeur (DE) : le volume augmente et la pression diminue
dans le réservoir (portion d’hyperbole).
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 174 — #184
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8.3.3 Entropie des gaz parfaits
Lors d’une transformation isotherme, la variation d’entropie du système est :
DS =
Q rév
T 0
or Q rév = −W = n R T 0 ln
V 2
V 1
soit DS = n R ln
V 2
V 1
Lors une transformation isobare, on a :
dQ rév = n C P dT d’où DS = n C P
T 2
T 1
dT
T
soit DS = n C P ln
T 2
T 1
Lors une transformation isochore, on aboutit de même à : DS = n C V ln
T 2
T 1
Lors d’une transformation adiabatique, le système n’échangeant pas de chaleur avec
le milieu extérieur (Q rév = 0), l’entropie du système reste constante et sa variation est
nulle. Une transformation adiabatique réversible est appelée isentropique :
S 2 = S 1 d’où DS = 0
Lors d’une évolution cyclique (état final identique à l’état initial), la variation d’entropie est également nulle.
8.4 LES GAZ RÉELS
Dès que l’on quitte le domaine des faibles pressions, on observe des écarts importants
à la loi des gaz parfaits. Par ailleurs, contrairement aux gaz parfaits, un gaz réel peut
se liquéfier. On se reporte alors à des tables thermodynamiques ou à des diagrammes
spécifiques.
8.4.1 Tables thermodynamiques des vapeurs surchauffées
Les tables thermodynamiques des vapeurs surchauffées fournissent, pour certaines
conditions de pression P (bars) et de température u (
◦ C), les valeurs du volume massique
v (m
3 · kg
–1 ), de l’énergie interne massique u (kJ · kg
–1 ), de l’enthalpie massique
h (kJ · kg
–1 ) et de l’entropie massique s (kJ · kg
–1 · K
–1 ).
8.4.2 Détente isotherme d’un liquide comprimé
Considérons un réservoir fermé par un piston contenant uniquement de l’eau liquide.
La température étant maintenue constante, on soulève progressivement le piston. On
observe d’abord la détente du liquide (AB) : la pression diminue très rapidement, mais le
volume du liquide ne varie que très faiblement. La première bulle de vapeur apparaît en
B : la proportion de liquide et de vapeur se modifie ensuite en fonction du volume offert
à la vapeur. Le volume augmente considérablement, mais la pression reste constante
tant que liquide et vapeur coexistent. La dernière goutte de liquide disparaît en D. On
assiste enfin à la détente de la vapeur (DE) : le volume augmente et la pression diminue
dans le réservoir (portion d’hyperbole).
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