LES PRINCIPES
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températures infiniment proches, le premier étant à la température T 1 et le dernier à
la température T 2 . La transformation qui porte le bloc métallique de T 1 à T 2 s’effectue
par la plongée dans les thermostats successifs. Cette fois-ci la différence de température entre le système et l’extérieur est un infiniment petit (dT /T 1). Il suffit
d’inverser le sens de parcours des thermostats pour revenir à l’état initial.
! Dans les propositions précédentes, les modèles de transformations réversibles proposés apparaissent clairement comme des situations limites où l’écart des paramètres
(entre la valeur du paramètre du système et le paramètre correspondant de l’extérieur)
est infiniment petit (dm tend vers 0, dT tend vers zéro). Ces modèles sont donc des situations idéales qui ne sont jamais rigoureusement atteintes dans les situations réelles.
Il n’en demeure pas moins que ces transformations permettent de calculer des variations
de fonctions d’état, variations qui ne dépendent pas du chemin suivi.
Il est important de se convaincre qu’une transformation quasi-statique n’est pas forcément réversible. Prenons pour illustrer cette affirmation le cas d’un ressort dont une
extrémité est fixe et l’autre soumise à l’action d’un opérateur qui exerce une force de
module f .
Envisageons une transformation quasi-statique qui porte le module de la force de f 1
à f 2 . Tant que le ressort reste dans son domaine d’élasticité, le retour à la contrainte
extérieure f 1 se traduit par un retour à l’état initial. En revanche, si au cours de la
transformation, on sort du domaine d’élasticité, le retour à f 1 ne rend pas le système
à son état initial, même si la transformation est réalisée de manière quasi-statique.
longueur
force
f max
0
Δ
Figure 1.3 – Exemple de phénomène d’hystérésis : utilisation d’un ressort en dehors de son
domaine d’élasticité
De façon générale, les phénomènes dissipatifs (frottements visqueux, frottements solides, effet JOULE, etc) et d’hystérésis sont source d’irréversibilité. Une transformation irréversible se traduit par l’existence d’une contribution δ i S à la variation d’entropie : la variation de l’entropie du système ne se limite pas au seul terme d’échange.
Nous verrons par la suite que la réaction chimique est aussi source d’irréversibilité.
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températures infiniment proches, le premier étant à la température T 1 et le dernier à
la température T 2 . La transformation qui porte le bloc métallique de T 1 à T 2 s’effectue
par la plongée dans les thermostats successifs. Cette fois-ci la différence de température entre le système et l’extérieur est un infiniment petit (dT /T 1). Il suffit
d’inverser le sens de parcours des thermostats pour revenir à l’état initial.
! Dans les propositions précédentes, les modèles de transformations réversibles proposés apparaissent clairement comme des situations limites où l’écart des paramètres
(entre la valeur du paramètre du système et le paramètre correspondant de l’extérieur)
est infiniment petit (dm tend vers 0, dT tend vers zéro). Ces modèles sont donc des situations idéales qui ne sont jamais rigoureusement atteintes dans les situations réelles.
Il n’en demeure pas moins que ces transformations permettent de calculer des variations
de fonctions d’état, variations qui ne dépendent pas du chemin suivi.
Il est important de se convaincre qu’une transformation quasi-statique n’est pas forcément réversible. Prenons pour illustrer cette affirmation le cas d’un ressort dont une
extrémité est fixe et l’autre soumise à l’action d’un opérateur qui exerce une force de
module f .
Envisageons une transformation quasi-statique qui porte le module de la force de f 1
à f 2 . Tant que le ressort reste dans son domaine d’élasticité, le retour à la contrainte
extérieure f 1 se traduit par un retour à l’état initial. En revanche, si au cours de la
transformation, on sort du domaine d’élasticité, le retour à f 1 ne rend pas le système
à son état initial, même si la transformation est réalisée de manière quasi-statique.
longueur
force
f max
0
Δ
Figure 1.3 – Exemple de phénomène d’hystérésis : utilisation d’un ressort en dehors de son
domaine d’élasticité
De façon générale, les phénomènes dissipatifs (frottements visqueux, frottements solides, effet JOULE, etc) et d’hystérésis sont source d’irréversibilité. Une transformation irréversible se traduit par l’existence d’une contribution δ i S à la variation d’entropie : la variation de l’entropie du système ne se limite pas au seul terme d’échange.
Nous verrons par la suite que la réaction chimique est aussi source d’irréversibilité.