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Chapitre iv pdf CHAPITRE IV SECOND PRINCIPE DE LA THERMOQYNAMIQUE ENTROPIE ET EVOLUTION DES SYSTEMES Nécessité d ? un deuxième principe Le premier principe qui stipule la conservation de l'énergie permet de faire le bilan d'énergie des systèmes sans impos

CHAPITRE IV SECOND PRINCIPE DE LA THERMOQYNAMIQUE ENTROPIE ET EVOLUTION DES SYSTEMES Nécessité d ? un deuxième principe Le premier principe qui stipule la conservation de l'énergie permet de faire le bilan d'énergie des systèmes sans imposer de conditions sur les types d'échanges possibles Mais ce bilan énergétique ne permet pas de prévoir le sens d'évolution des systèmes ex sens des réactions chimiques ou des transformations naturelles ou le transfert spontané de la chaleur du chaud vers le froid Le premier principe par son bilan n'exclut pas le transfert de la chaleur du froid vers le chaud ce qui est impossible et il n'explique pas l'irréversibilité de certaines transformations spontanées ou naturelles Il faut donc introduire un deuxième principe dit aussi principe d'évolution déduit des faits expérimentaux qui permettra de prévoir l'évolution des systèmes on parlera de stabilité des états Le deuxième principe introduit une nouvelle fonction d'état dite entropie S qui décrit le comportement des systèmes par la maximalisation de leur entropie l'entropie S d'un système cro? t si le système tend vers son équilibre d'o? ? S l'entropie S est maximale si le système est à l'équilibre Exemples de Transformations Irréversibles Certaines transformations naturelles sont irréversibles elles n'évoluent que dans un seul sens -ex la détente d'un gaz Détente irréversible d'un gaz COn remarque que l'état initial les deux gaz séparés par une cloison est relativement ordonné car presque toutes les molécules sont concentrées du côté HP cet état est hautement instable dans l'état ?nal en perçant un trou dans la cloison un grand nombre de molécules passent du côté BP jusqu'à l'état d'équilibre caractérisé par une répartition homogène des molécules des deux côtés Cet état ?nal est plus désordonné microscopique et surtout cet état est stable ex le transfert spontané de la chaleur Transfert de chaleur dans l'état initial cloison en place les molécules les plus agitées petits ronds sont situées du côté gauche et les molécules moins agitées petits points du côté droit ceci correspond à un certain ordre o? les molécules sont séparées des molécules c'est un état hors- équilibre dans l'état ?nal cloison enlevée les molécules plus chaudes di ?usent vers la gauche et communiquent par chocs une partie de leur énergie aux molécules plus froides pour atteindre ?nalement un état d'équilibre o? les deux régions sont à la même température Dans cet état ?nal d'équilibre les molécules ont en moyenne même énergie cinétique et le système est caractérisé par un plus grand désordre ex une roue de voiture en mouvement est freiné progressivement jusqu'à son arrêt avec comme résultat un échau ?ement des freins et de la jante Freinage d'une roue - jamais on ne voit cette roue se mettre seule en mouvement en absorbant la chaleur dégagée par le freinage et remonter la pente C conclusions Ces processus naturels sont irréversibles et respectent le premier principe énergie conservée comme d'ailleurs les processus inverses qui sont impossibles Le premier principe n'exclut donc pas ces transformations inverses mais il n'explique pas leur sens privilégié