Etablissement de l'entropie

[invited9162c0f]

Bonjour a tous,

J'ai une question en thermodynamique comportant des formules, alors pour une meilleure lisibilité et ne sachant pas utiliser les balises, je l'ai mise en pièce jointe (Question.pdf).

Merci d'avance pour votre aide.
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[erff]

Bonjour

EN ce qui concerne le lien entre pression/températures cinétiques et thermodynamiques, j'avoue ne pas avoir de réponse : je m'étais posé la question à l'époque où j'avais étudié cela, mais n'ayant pas eu de réponses, et ayant poursuivi en sciences appliquées, j'en suis resté là. Aussi suis-je encore intéressé par la question.

Pour la 2e question, ce que tu dis est contradictoire car écrire :

signifie que tu postules que dWext=0

La seule chose que l'on peut écrire c'est :

Ensuite on choisit nos variables d'état qui sont température, pression, flux magnétique (s'il y a du courant électrique et des bobines), force (si on isole un objet de masse m qui bouge dans le système isolé)...s'il n'y a pas d'apport externe, alors seule la pression et la température suffisent à décrire entièrement le système....
Donc il faut au préalable identifier ce qui peut être source d'énergie, et compter ses billes.

On en arrive à

En gros, on fait en sorte de faire intervenir toutes les grandeurs d'état du système (sous forme d'un produit Force*delta_déplacement au sens généralisé)

Ca c'est pour exploiter la conservation d'énergie.

Le terme en TdS est particulier par rapport aux autres, car il donne des restrictions que n'ont pas les autres : on a le droit de faire un bilan d'énergie entre une source d'énergie méca, et d'énergie electrique sans se soucier du sens d'évolution, par contre la seule facon de le faire entre une source méca et thermique est de donner de l'énergie à la source thermique, pas l'inverse (cette particlarité est exprimée par le fait que dScrée>0).

[invitef17c7c8d]

Pour comprendre cette relation:
Il faut comprendre ce qu'est l'entropie. Seule une explication microscopique permet d'en comprendre la subtilité.

L'entropie est en quelque sorte le nombre d'état accessible par ton système. Si tu considères le cas d'une molécule. Mécaniquement, elle est caractérisée, à chaque instant par sa position et sa vitesse (1 état).

Si pour obtenir une certaine valeur de l'énergie (mesurée sur un certain temps), tu n'as qu'une seule position statique de ta molécule et qu'une vitesse de fluctuation toujours identique, alors l'entropie est nulle.

Donc le fait que la molécule se déplace dans l'espace et change de vitesse de fluctuation signifie qu'elle possède une certaine entropie.

Entropie d'autant plus grande que l'espace des phases (diagramme position/vitesse) est grand.

[invited9162c0f]

Tout d'abord, merci à vous pour vos réponses très rapides, et surtout très précises.
Je pense avoir compris, et être même en mesure de répondre à ma première question. Je fais donc le point, afin qui vous puissiez juger si j'ai bien assimilé cette notion et éventuellement m'indiquer des erreurs :

-->L'énergie d'un système peut être échangée avec l'extérieure à l'aide du travail de forces. Ces forces peuvent être exprimées de manière linéiques, surfaciques, volumiques, ou ne peuvent pas être exprimables : ensemble de force agissant sous le nom de conduction thermique.
Pour les transferts énergétiques via les forces, on quantifie à l'aide du travail avec :
dE=(contrainte extérieure).d(paramètre qui est affecté dans le système)
*Forces isolées : la contrainte est la force extérieure, le paramètre affectée est la position du point
*Forces pressantes : contrainte est la pression extérieure, paramètre est le volume du système
==>D'ou l'égalité entre pression extérieure et dérivée partielle de U par rapport à V, soit P si transformation quasis-statique en équilibre mécanique.
*Conduction thermique : contrainte est la température extérieure, paramètre est l'entropie d'échange du système. (l'advection thermique étant du à la poussée d'Archimède, et le rayonnement étant quantifié seule la conduction est concernée par la température extérieure).
==> D'ou égalité entre température extérieure et dérivée partielle de U par rapport à S échangée, soit T si transformation quasi-statique avec équilibre thermique.

-->L'entropie, par nature, se révèle représenter le nombre de possibilités microscopiques d'un état macroscopique du système, cet état correspondant au plus probable c'est à dire associé au plus grand nombre d'états microscopiques soit à entropie maximale. Or, la nature tend spontanément à uniformiser au mieux un système, ce qui revient microscopiquement à amener le système à un état macroscopique associé à un nombre plus élevé de possibilités microscopiques soit à entropie augmentée. L'entropie est donc à double caractère : paramètre quantifiant la conduction, mais par nature même intervenant parallèlement dans la quantification de l'irréversibilité d'un phénomène.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite93279690]

Tout d'abord, merci à vous pour vos réponses très rapides, et surtout très précises.
Je pense avoir compris, et être même en mesure de répondre à ma première question. Je fais donc le point, afin qui vous puissiez juger si j'ai bien assimilé cette notion et éventuellement m'indiquer des erreurs :

-->L'énergie d'un système peut être échangée avec l'extérieure à l'aide du travail de forces. Ces forces peuvent être exprimées de manière linéiques, surfaciques, volumiques, ou ne peuvent pas être exprimables : ensemble de force agissant sous le nom de conduction thermique.
Pour les transferts énergétiques via les forces, on quantifie à l'aide du travail avec :
dE=(contrainte extérieure).d(paramètre qui est affecté dans le système)
*Forces isolées : la contrainte est la force extérieure, le paramètre affectée est la position du point
*Forces pressantes : contrainte est la pression extérieure, paramètre est le volume du système
==>D'ou l'égalité entre pression extérieure et dérivée partielle de U par rapport à V, soit P si transformation quasis-statique en équilibre mécanique.
*Conduction thermique : contrainte est la température extérieure, paramètre est l'entropie d'échange du système. (l'advection thermique étant du à la poussée d'Archimède, et le rayonnement étant quantifié seule la conduction est concernée par la température extérieure).
==> D'ou égalité entre température extérieure et dérivée partielle de U par rapport à S échangée, soit T si transformation quasi-statique avec équilibre thermique.

-->L'entropie, par nature, se révèle représenter le nombre de possibilités microscopiques d'un état macroscopique du système, cet état correspondant au plus probable c'est à dire associé au plus grand nombre d'états microscopiques soit à entropie maximale. Or, la nature tend spontanément à uniformiser au mieux un système, ce qui revient microscopiquement à amener le système à un état macroscopique associé à un nombre plus élevé de possibilités microscopiques soit à entropie augmentée. L'entropie est donc à double caractère : paramètre quantifiant la conduction, mais par nature même intervenant parallèlement dans la quantification de l'irréversibilité d'un phénomène.

Salut,

T'as tout compris bravo !!

[invitef17c7c8d]

La température est l'énergie cinétique moyenne des fluctuations de vitesse d'une molécule :... à la constante de boltzmann près

D'autre part

Supposons que la molécule fluctue mais reste cantonnée dans un petit volume de l'espace. Du coup son entropie reste faible et la tempéature est élevée.

Supposons maintenant que la vitesse de fluctuation de cette molécule soit toujours la même mais qu'elle puisse se mouvoir dans un espace beaucoup plus grand. Par conséquent son entropie va augmenter (car il y a augmentation de l'espace des phases donc du nombre d'états accessibles) et sa température va diminuer.