Thermodyamique:transformation quasistatique

[invite75fee752]

Bonjour j'ai récemment commencer a étudier la thermodynamque en cours (1ère année de licence physique) et il y a un concept que je ne comprend pas : les transformations quasistatiques.

D'après ce que j'ai pu lire, entendre, une transformation quasistatique a lieu lorsque le système étudié passe d'un état d'équilibre initial à un état d'équilibre final en passant par une infinité d'états d'équilibres intermédiaires..

Tout d'abord je me demande si j'ai bien compris la notion d'équilibre...Est ce que c'est bien lorsque chaque variable du système est constante dans le temps et uniforme dans toute partie homogène du système?

Parce que si effectivement c'est cela, je ne comprend pas comment, si le système passe par une infinité d'état d'équilibre lors d'une transfo quasi statique, le système peut évoluer ? Si les variables d'état sont constantes dans le temps comment peuvent elles varier car a priori une transfo quasi statique reste une transformation donc les "variables doivent varier"...est ce que plus précisemment ce n'est pas plutôt le fait que les variable "existent" dans l'état d'équilibre et gardent une valeur précise dans cet état précis (j'espère que je suis un minimum clair...)
Je veux dire, est ce que quand on dit qu'une transformation est quasistatique, cela veut dire que les variables d'état(pour un gaz par exemple, la pression, la température...) sont des fonctions continues du temps(sans saut brusques, sans variations rapides!) ,ou des fonctions constantes du temps ?Parce que ca change tout me semble t il...Donc si vous pouviez avoir l'immense gentillesse de répondre a cette question je vous en serait très reconaissant (ca fait plusieurs jours que je cherche et je n'ai rien pu trouver qui réponde a cette question..peut etre que j'ai du mal aussi...)

Un mec m'a sorti que quasi statique c'était équivalent à "dérivée nulle"', c'est a dire "pas de variation"...alors ou est la transformation ?Si en effet les variations des variables d'état sont infiniement lentes alors comment peut on apprécier l'état final du système qui doit donc être théoriquement non observable...?et en admettant que ces variations ne soient pas infiniement lentes mais infiniement petites(donc dérivée quasi nulle) cela revient a dire que le système..n'évolue quasiement pas.. :nsad

Personellement je trouve que la définition : (transfo quasistatique implique variations continues et uniformes des variables d'état) est bien plus cohérente mais je ne prétend pas être physicien donc il existe une probabilité non négligeable que ce soit tout a fait faux mais s'il vous plait éclairez moi...

Une dernière chose (après je vous laisse tranquille promis) : j'ai lu que lors d'une transformation quasistatique (voire réversible) on peut écrire les équations d'état du système a tout instant...
Dans le cas où une transformation quasistatique implique que les variables d'état son constantes je ne vois pas trop l'interet de pouvoir les écrire "a tout instant" par contre je comprend tout de suite mieux si les variations de celles-ci existent et ne sont pas "infiniement faibles" mais sont continues : pas de discontinuité dans le temps = variables a tout instant définies donc équations a tout instant définines = réel interêt a priori non ?

Comme vous pouvez le voir ce concept est très très confus dans mon esprit et j'en serais presque à vous implorer de m'éclairer sur le sujet en explicitant ce qui se passe réellement au niveau des variables d'état(en termes mathématiques si possible) lors d'une transformation quasi statique...qu'est ce qui se passe concrètement ?????

Sur internet je n'ai pu trouver que des explications avec un graphique de P = f ( V ) pour une transfo quasistatique ou l'exemple de la compression lente d'un gaz a l'aide d'un piston...C'est le graphe P = f ( V ) qui est continu pour une quasi statique qui me fait penser que ce type de transformation correspond possiblement à une variation de continue de P,V,T,n,etc.. uniformément dans le système..voilà.

Toute réponse sera acceptée avec une immense joie !
Merci d'avance, ne serait ce que pour avoir lu ce message.
Bonne physique a tous (accessoirement bon week end)

Yohann, le paumé des transformations quasistatiques...
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[Coincoin]

Salut,
Pour essayer de comprendre ce qu'est une transformation quasistatique, rien de mieux qu'un bon exemple. Prenons un piston rempli d'un gaz que l'on veut comprimer. Première méthode : on met un bon gros sac de sable sur le piston, on attend que les équilibres se fassent dans le système et le tour est joué. Deuxième méthode : en faisant une transformation quasistatique : on met un grain de sable sur le piston, on attend que les équilibres se fassent, puis on met un deuxième grain de sable, on attend, un troisième, etc... Dans les deux cas, à la fin tu te retrouves avec un sac de sable sur le piston, et un gaz comprimé, mais la transformation pour passer de l'état initial à l'état final n'est pas la même.

[deep_turtle]

Pour compléter la réponse de Coincoin :

Un mec m'a sorti que quasi statique c'était équivalent à "dérivée nulle"', c'est a dire "pas de variation"...alors ou est la transformation ?

Ce mec avait raison dans un sens, et tu fais l'erreur d'associer "dérivée nulle" avec "pas de variation". Une fonction peut varier même si sa dérivée s'annule, il suffit que la dérivée seconde ou une d'ordre plus élevé ne s'annule pas. La transformation est faite de façon si progressive qu'au premier ordre tout est constant (mais les ordre suivants font que ça évolue quand même...).

Un canard, une tortue, tu es bien entouré, dis si tu veux plus de détails !

[invite75fee752]

Merci pour vos réponses !!

Pour coincoin :
Donc si j'ai bien compris le fait de mettre petit sac par petit sac sa rend les variables d'état définies a chaque instant(puisqu'on est en état d'équilibre a chaque instant) et donc les variables d'état sont des fonctions continues du temps dans une transformation quasi statiques, alors que dans l'autre transformation le passage de l'état d'équilibre initial à l'état d'équilibre final se fait "d'un coup" donc il y a discontinuité des variables d'état à la date ou on pose le sac et on ne peut pas étudier le passage d'un état a l'autre ?
C'est ca ou je me plante complètement ?

Pour deep_turtle :
J'ai trop du mal avec cette histoire de "ca évolue pas mais ca évolue quand meme"..Mathématiquement, pression, température, etc.. varient elles au cours de la transformation ou est ce qu'elles ont la meme valeur tout le long? (bien que je puisse comprendre que ca varie mais si peu que ca ne se discerne pas...mais alors la je comprend plus rien ! )



Merci d'avance
Yohann

[A voir en vidéo sur Futura]

[Coincoin]

C'est ca ou je me plante complètement ?

C'est ça.
Pour compléter la réponse de Deep_turtle (qui n'est pas le seul à pouvoir compléter des réponses, non mais !), il faut bien insister sur "au premier ordre tout est constant". La transformation est quasistatique et non pas statique (une transformation statique n'a bien entendu aucun sens).
Et petite remarque légèrement hors-sujet : mathématiquement, on peut construire des fonctions croissantes continues dont la dérivée est nulle en tous les points où elle est définie

[invite75fee752]

MERCI BEAUCOUP pour tout, j'ai enfin compris...Comme coincoin le dit si bien : encore une victoire de canard !
Bonne physique
A bientot
Yohann

[gatsu]

Et petite remarque légèrement hors-sujet : mathématiquement, on peut construire des fonctions croissantes continues dont la dérivée est nulle en tous les points où elle est définie

un exemple stp (moi à premiere vue j'en vois pas)

[Coincoin]

http://www.mathcurve.com/fractals/es...dudiable.shtml
Ca s'appelle pas "l'escalier du diable" pour rien

[gatsu]

en effet cette suite de fonction a des proprietes tres surprenantes!
Mais en relisant ton post je me suis dit qu'il y avait peut etre meprise...en effet quand tu dis:

mathématiquement, on peut construire des fonctions croissantes continues dont la dérivée est nulle en tous les points où elle est définie

le "definie" que tu emplois c'est pour parler de la fonction ou de sa derivée?

[Coincoin]

le "definie" que tu emplois c'est pour parler de la fonction ou de sa derivée?

Je t'avoue que c'était dur de faire plus ambigüe ! Je parlais bien entendu de la dérivée, la fonction en elle-même étant définie (et continue) sur tout [0,1].

[gatsu]

oki on est d'accord merci pour cette precision Coincoin.