Entropie

[invitecbade190]

Bonjour à tous :
Je lis que dans le cas des transformations irreverssibles, le système ne peut pas revenir en arrière. Ensuite ils disent que : L’énergie perdue par le système sous forme de chaleur contribue à l’augmentation du désordre global.
Cette dernière affirmation me parait ambigue car ils n'expliquent pas comment celà se passe de point de vue experience :
Si par exemple, on dispose d'un recipient contenant de l'eau chaude, et au cours du temps, ce dernier perd de l'energie sous forme de chaleur dissipé dans l'air ... Alors, l'eau devient plus agité qu'au debut avant le refroidissement ! Moi je pense que c'est le contraire, si on mijote un verre d'eau avec du feu, elle s'evaporise et il y'a plus de desordre dans le liquide sur le plan microscopique ... c'est tout à fait contradictoire ! Qu'est ce que vous en pensez ? Comment vous expliquez cette affirmation ?
MErci d'avance !
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[invitecbade190]

Re - bonjour :
J'ai une autre question à vous poser :
Dans les conditions de temperatures et de pression constantes, l'equation des gaz parfaits s'ecrit :

Par consequent :

Et donc :

Après ils disent que pour les reactions de solides et liquides, la difference de volumes varient et :

Je voudrais savoir comment ils deduisent ça ?
Ensuite, je voudrais savoir quel lien y'a-t-il entre l'enthalpie d'une reaction et l'enthalpie de formation ?
Merci d'avance !

[invite6c093f92]

Bonjour,

si on mijote un verre d'eau avec du feu, elle s'evaporise et il y'a plus de desordre dans le liquide sur le plan microscopique ...

Effectivement, mais il faut garder à l'esprit le système global, donc l'augmentation de l'entropie ce situe au niveau de l'agitation des molécules de l'air provoquée par la flamme(entre autre), il y a donc bien eu augmentation d'entropie du système.

cordialement,

[chaverondier]

Je lis que dans le cas des transformations irréversibles, le système ne peut pas revenir en arrière. Ensuite ils disent que : L’énergie perdue par le système sous forme de chaleur contribue à l’augmentation du désordre global. Cette dernière affirmation me parait ambigue car ils n'expliquent pas comment celà se passe de point de vue experience :
Si par exemple, on dispose d'un récipient contenant de l'eau chaude, et au cours du temps, ce dernier perd de l'energie sous forme de chaleur dissipé dans l'air ... Alors, l'eau devient plus agitée qu'au debut avant le refroidissement ! Moi je pense que c'est le contraire, si on mijote un verre d'eau avec du feu, elle s'evapore et il y a plus de désordre dans le liquide sur le plan microscopique. Comment vous expliquez cette affirmation ?

Attention à un point important : l'augmentation de l'entropie concerne les systèmes isolés (enfin...
...si on s'en tient à un point de vue pragmatique jugé satisfaisant "For All Pratical Purpose" comme on dit, c'est à dire en fermant docilement les yeux sur certains aspects théoriques entrant en conflit avec le second principe de la thermodynamique).

En ce qui me concerne, je n'aime pas beaucoup cette notion de désordre (je sens que je vais me faire un peu rappeler à l'ordre par les spécialistes de la question, et ce, probablement à juste titre, à cause des histoires de paramètres d'ordre, mais bon...tant pis). En gros, elle consiste à dire que si j'ai de la poussière partout dans mon appartement, j'augmente l'ordre si je la rassemble dans un coin. Effectivement, si ce coin c'est la poubelle, on peut être tenté de penser que cette notion d'ordre est parlante. Néanmoins, cette image ne marche pas toujours aussi bien que ça. Il me semble nettement plus clair de parler d'information.

Dans une approche informationnelle, l'entropie d'un système c'est (la "définition" qui suit devrait marcher à peu près je pense)

• la quantité d'information manquant,
• à une catégorie d'observateurs donnée,
• pour décrire complètement l'état du système,
• si ces observateurs se décident à enregistrer (1) (au maximum de ce qu'ils sont capable de faire) toute l'information qu'ils ont réussi à acquérir sur l'état de ce système,
• en se limitant à l'utilisation du système lui-même comme support d'enregistrement.

Grâce à

• à la stabilité de l'information enregistrée vis à vis des agressions extérieures d'une part,
• au degré d'aptitude de la catégorie d'observateurs considérés à lire cette information enregistrée d'autre part,

cette information "résiste au passage du temps".

Ce qui est amusant, en définitive, c'est qu'une catégorie donnée d'observateurs mesure le passage du temps (et mémorise des souvenirs) grâce au fait que certaines informations sont, aux yeux de ces observateurs, insensibles au passage du temps.

Il s'avère que, pour un système, perçu comme isolé par le type d'observateur en question, l'entropie du système ne peut que croitre au fil du temps.

On a, sur cette notion d'évolution irréversible, un conflit entre approche "pragmatique" et approche théorique (conflit entre caractère presque microréversible des lois de la physique et caractère irréversible des évolutions perçues à notre échelle). La solution consiste à faire intervenir les ordres de grandeur de durée nécessaires pour violer le second principe de la thermo. En gros, l'idée c'est de dire que les durées qui sont très grandes devant la durée de vie supposée de l'univers peuvent raisonnablement être considérées comme infinies. Beaucoup de monde considère cette façon de voir les choses comme satisfaisante et qu'il n'y a pas lieu de s'y intéresser plus que ça... Bon... (circulez y'a rien à voir aurait dit Coluche).

Sera-t-il un jour possible de braver certains interdits de la physique actuelle pour récupérer des informations dont l'accès nous est (en principe) formellement interdit. Cet accès est en effet réservé

• au démon de Maxwell (celui qui ose récupérer une quantité d'information supérieure à celle autorisée à un observateur macroscopique),
• au "démon de John Bell" (celui là, il serait capable d'accéder à des informations séparées de l'observateur par des intervalles de type espace, peut-être pour des raisons de nature thermodynamique statistique),
• au "démon de John Cramer" (celui là, il violerait la causalité à une échelle inaccessible à l'observateur macroscopique peut-être pour des raisons de même nature) ?

L'idée actuelle c'est que rien, dans les faits d'observation actuellement connus, ne nous autorise à l'envisager.

(1) Enregistrer de l'information, c'est transformer une information "fragile" en information "robuste", c'est à dire résistante aux agressions de l'environnement. Evidemment, au cours du processus d'enregistrement, il y a de la perte d'information. Autrement dit, l'enregistrement d'information (qu'on appelle pourtant souvent processus d'acquisition de l'information) n'est en fait pas un gain mais une perte d'information. C'est un processus irréversible. Ce que l'on gagne en fait, c'est de la robustesse. L'information qui reste à l'observateur quand il a enregistré de l'information est moins riche, mais bien moins éphémère (un peu circulaire tout ça puisque c'est l'entropie macroscopique qui définit l'écoulement du temps tel qu'il est perçu par les observateurs que nous sommes). C'est le prix à payer pour rendre ce qui reste d'information résistant aux agressions de l'environnement (quand on a fini de réaliser un enregistrement).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite69d38f86]

Si j'ai bien compris, il y a perte d'information quand on passe d'un état pur à une matrice densité puis la période de consolidation est le moment ou celle ci décohère.
Il y a une chose que la théorie de la décohérence ne peut décrire c'est quand l'observateur prend connaissance du résultat de la mesure et où l'on retrouve un autre état pur.
A ce moment n'y a t il pas augmentation d'information pour l'observateur? ca semblerait logique. je lis le journal, je m'informe.
l'entropie ne diminue t elle pas alors?

[invite7ce6aa19]

Si j'ai bien compris, il y a perte d'information quand on passe d'un état pur à une matrice densité puis la période de consolidation est le moment ou celle ci décohère.
Il y a une chose que la théorie de la décohérence ne peut décrire c'est quand l'observateur prend connaissance du résultat de la mesure et où l'on retrouve un autre état pur.
A ce moment n'y a t il pas augmentation d'information pour l'observateur? ca semblerait logique. je lis le journal, je m'informe.
l'entropie ne diminue t elle pas alors?

Bonjour,

Un état pur d'un système S est un état de la forme:

|F> = Somme Cn.|n> dans la base des |n>

C'est donc celui que l'on introduit dans les cours de MQ de base.

Ce même état écrit |F> dans le langage de l'opérateur statistique rho (ou opérateur d'état) est représentée dans la base des |n> par la matrice densité formée par les coefficients:

<m|rho|n> = Cm*.Cn


Lorsque tu couples le système S a un grand système E (que l'on peut appeller environnement) à t=0 tu auras le produit tensoriel de 2 états purs.

Après évolution de l'ensemble seul l'ensemble reste un état pur.

Par contre n'importe quel sous-ensemble est un état "impure" ( un mélange). En particulier pour notre système S la matrice densité effective (réduite) verra ses éléments non diagonaux diminuer exponentiellement avec un temps caractéristique Td que l'on appelle temps de décohérence.

On peut écrire:

Cm(t)*.Cn(t) = Cm(0)*.Cn(0).exp(-t/Td) pour m différent de n

Dans ce cas l'opérateur densité se trouve diagonalisé sous l'effet du couplage à l'environnement.

En termes d'information on peut dire qu'il y a une perte d'informations associés à la non connaissance des éléments non diagonaux. Cette information se trouve noyée dans l'environnement qui se trouve innacessible.

Dans le langage de l'information on pourrait dire qu' il y a une fuite de l'information du système S vers l'environnement.

[invite69d38f86]

Bonjour Mariposa

Que se passe t il après lorsque la décohérence a eu lieu que de l'information a été perdue et que l'appareil de mesure indique l'un des résultats possibles.
La matrice densité réduite passe d'une matrice diagonale à une matrice à 1 élément sur la diagonale.
Qu'en est il du point de vue de l'information?
Je sais bien que c'est en dehors du propos de la théorie de la décohérence mais il doit y avoir des raisonnements valables au point de vue de l'information pour l'observateur.