Chapitre 8
215
« de quelque chose »). Nous dirons par exemple « ce corps a de l’entropie »
ou « l’entropie de ce corps augmente/diminue », et non pas « nous prenons/donnons de l’entropie à ce corps ». Rigoureusement, nous disons que
l’entropie est une grandeur d’état additive (voir à ce propos les annexes A3
et A4).
8.2.2 Définition
On nomme entropie une propriété physique notée í µí±.
• Lorsqu’un système suit une évolution réversible, son entropie varie de
façon telle que :
dí µí± ≡
(
δí µí±
í µí± )
rév.
(8/1)
où l’indice rév. spécifie que le calcul se fait le long d’un chemin réversible ;
dí µí± est la variation infinitésimale d’entropie (J K
−1 ) ;
δí µí± est la quantité infinitésimale de chaleur fournie de façon réversible (J) ;
et í µí± est la température à laquelle a lieu le transfert de chaleur (K).
Lorsqu’il passe d’un état A à un état B de façon réversible, l’entropie d’un
système varie donc d’une quantité Δí µí± :
Δí µí± = ∫
B
A (
δí µí±
í µí± )
rév.
(8/2)
où l’indice rév. spécifie que l’intégration se fait le long d’un chemin réversible.
• Lorsqu’un système suit une évolution irréversible entre A et B (comme
pour la majorité des évolutions réelles), alors il faut trouver un chemin
réversible entre ces deux états et y effectuer l’intégration 8/2 pour calculer
Δí µí±.
Il existe toujours une façon réversible (en fait, il existe même une infinité
de telles façons) de faire évoluer un système entre deux états quelconques.
Pour cela, il faut que le travail qui lui est transféré le soit de façon infiniment lente et que la chaleur qui lui est transférée le soit avec une
différence de température infinitésimale.
Attention : si l’on intègre la quantité
δí µí±
í µí± le long d’une évolution où la
température ou la pression ne sont pas homogènes (par exemple lors
d’une détente rapide, d’un réchauffement hétérogène ou d’un gradient
interne de température, cf. §2.4.3), alors on obtiendra un résultat plus
faible que Δí µí±, la variation d’entropie réelle.
L’unité si de l’entropie í µí±, est le J K −1 (joule par kelvin) ; et de façon correspondante, on définit l’entropie spécifique í µí± :
í µí± ≡
í µí±
í µí±
(8/3)
où í µí± est la masse considérée (kg),
et í µí± est son entropie spécifique (J K
−1 kg
−1 ).
En pratique, le terme « entropie » est souvent utilisé même s’il s’agit d’entropie spécifique ; le symbole et le contexte permettent de déterminer à quelle
variable il est fait référence.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
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« de quelque chose »). Nous dirons par exemple « ce corps a de l’entropie »
ou « l’entropie de ce corps augmente/diminue », et non pas « nous prenons/donnons de l’entropie à ce corps ». Rigoureusement, nous disons que
l’entropie est une grandeur d’état additive (voir à ce propos les annexes A3
et A4).
8.2.2 Définition
On nomme entropie une propriété physique notée í µí±.
• Lorsqu’un système suit une évolution réversible, son entropie varie de
façon telle que :
dí µí± ≡
(
δí µí±
í µí± )
rév.
(8/1)
où l’indice rév. spécifie que le calcul se fait le long d’un chemin réversible ;
dí µí± est la variation infinitésimale d’entropie (J K
−1 ) ;
δí µí± est la quantité infinitésimale de chaleur fournie de façon réversible (J) ;
et í µí± est la température à laquelle a lieu le transfert de chaleur (K).
Lorsqu’il passe d’un état A à un état B de façon réversible, l’entropie d’un
système varie donc d’une quantité Δí µí± :
Δí µí± = ∫
B
A (
δí µí±
í µí± )
rév.
(8/2)
où l’indice rév. spécifie que l’intégration se fait le long d’un chemin réversible.
• Lorsqu’un système suit une évolution irréversible entre A et B (comme
pour la majorité des évolutions réelles), alors il faut trouver un chemin
réversible entre ces deux états et y effectuer l’intégration 8/2 pour calculer
Δí µí±.
Il existe toujours une façon réversible (en fait, il existe même une infinité
de telles façons) de faire évoluer un système entre deux états quelconques.
Pour cela, il faut que le travail qui lui est transféré le soit de façon infiniment lente et que la chaleur qui lui est transférée le soit avec une
différence de température infinitésimale.
Attention : si l’on intègre la quantité
δí µí±
í µí± le long d’une évolution où la
température ou la pression ne sont pas homogènes (par exemple lors
d’une détente rapide, d’un réchauffement hétérogène ou d’un gradient
interne de température, cf. §2.4.3), alors on obtiendra un résultat plus
faible que Δí µí±, la variation d’entropie réelle.
L’unité si de l’entropie í µí±, est le J K −1 (joule par kelvin) ; et de façon correspondante, on définit l’entropie spécifique í µí± :
í µí± ≡
í µí±
í µí±
(8/3)
où í µí± est la masse considérée (kg),
et í µí± est son entropie spécifique (J K
−1 kg
−1 ).
En pratique, le terme « entropie » est souvent utilisé même s’il s’agit d’entropie spécifique ; le symbole et le contexte permettent de déterminer à quelle
variable il est fait référence.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen