Nombre de configurations+entropie

[Jack Burner]

Bonjour tout le monde, pourriez me dire à quoi correspond le nombre de configurations et qu'entend-on par transformation réversible (entropie) ?

Je vous remercie par avance pour l'aide

Cordialement

Fabien
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[mach3]

pourriez me dire à quoi correspond le nombre de configurations

il s'agit du nombre d'états microscopiques indiscernables correspondant à un unique état macroscopique. Par exemple si on considère l'eau contenue dans un verre, son état microscopique est l'ensemble des positions, impulsion et état de toutes les molécules d'eau. Cet état microscopique ne peut pas être connu et change en permanence (les molécules changent sans cesse de place, de vitesse...), néanmoins le volume de l'eau, la pression qu'elle exerce sur les paroi du verre, la température, qui caractérisent son état macroscopique est fixe et connu. Il y a pour cet état macroscopique un certain nombre de configurations ou de microétat possibles.
Plus le nombre de microétats possibles pour un même macroétat est grand, plus l'entropie est élevée.

qu'entend-on par transformation réversible

l'état d'équilibre d'un système est caractérisé par des variables reliés entre elles par une fonction d'état. La modification d'une des variables entraine une variation des autres variables. En réalité, cette modification n'est pas immédiate, le système se retrouve hors équilibre après la modification d'une des variables, puis reviens ensuite à l'équilibre.
Prenons un gaz dans un état A enfermé dans un piston et augmentons brusquement la température : la pression va d'abord augmenter, puis rediminuer au profit du volume (le piston se déplace, avec du retard, à cause des frottements). On arrive à un état B, de même pression que A, mais avec une température et un volume plus élevés. Abaissons maintenant la température pour revenir à l'état A. La pression va d'abord chuter, puis réaugmenter lorsque le piston réduira le volume (encore en retard).
Le point ici est que la transformation de A à B n'a pas suivi le même chemin que la transformation de B à A. Ces transformations ne sont pas reversibles (on ne peut pas avoir une augmentation du volume, accompagné d'une depression comme réponse à l'augmentation de la température, bien qu'une fois revenu à l'équilibre on sera à l'état B).
L'idée est alors d'imaginer que le changement de température soit suffisament lent pour que le piston n'ait pas de retard (ou que l'on puisse faire tendre arbitrairement ce retard vers l'infini). On a dans ce cas une transformation réversible : le chemin suivi sera le même de A vers B et de B vers A, et chaque état intermédiaire sera un état d'équilibre.
La transformation réversible est donc un idéal. Tout écart à cette situation conduit à une surconsommation de travail et à une création d'entropie, ce qui est le cas pour toutes les transformations réelles.

m@ch3

[invite54165721]

La difficulté habituelle est de parler de nombre d'états pour des grandeurs continues (positions, impulsions).

[Jack Burner]

je vous remercie tout les deux

[A voir en vidéo sur Futura]