Thermodynamique. relation fondamental et equilibre

[invite832fb8aa]

je souhaiterais savoir:
Pourquoi la relation fondamentale d'un système thermodynamique est elle rattachée a la notion d’équilibre?
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[invite832fb8aa]

suite a la lecture de certain messages de ce forum je souhaiterais rajouter "bonjour" et "merci d'avance de votre aide"

[ulyss]

Bonjour,

Qu'entends tu par "relation fondamentale de la thermodynamique" ? En Thermodyn il y a des principes, des relations, etc ... à la quelle fais-tu allusion?

En thermodynamique on ne peut décrire l'état d'un système de façon parfaite, car cela signifierait donner les vitesses, positions, etc... de toutes les entités élémentaires (molécules d'un gaz, atomes d'un réseau cristallin,...), ce qui est impossible.
On utilise donc des variables d'état correspondant à des grandeurs macroscopiques:Pression P, Température T, ... Celles-ci ne sont définissables que si le système est à l'équilibre (ou du moins très proche d'un état d'équilibre).
Par exemple : la pression. P = df/dS
Les molécules d'un gaz sont agitées, elles "tapent" contre une parois. Sur un élément de surface dS on a une force résultante df. La pression s'exprime en Pa soit en N.m^-2.
Imaginons un système loin d'un état d'équilibre, par exemple s'il y a "plein" de molécules autour d'un point A et "pas beaucoup" autour d'un point B, alors il y a "bien plus de choc sur la parois" en A. Et P(A)>>P(B) : autrement dit la pression ne peut être définie... idem pour T.

Cordialement

[invite832fb8aa]

re bonjour et merci de votre réponse


quand je parles de relation fondamentale de la dynamique je fais allusion à la relation liant l’énergie interne U la température T, la pression P, l'entropie S, le nombre de mole N, le volume V et la quantité de matière (mu) tel que:

dU=TdS-PdV+(mu)dN

donc si je comprends bien cette relation n'est valable qu'à l’équilibre ou à des état proche de l’équilibre? de même la thermodynamique ne permet d’étudier que des systèmes à l’équilibre? et c'est pour ça qu'on l'appelle la "science de l’équilibre"?

au revoir et encore merci de votre aide

[A voir en vidéo sur Futura]

[ulyss]

Avec le raisonnement fait avant tu peux voir que T, P , le potentiel thermodynamique mu ne sont pas définis dans des états hors équilibre ou non infiniment proches d'un état d'équilibre. Donc tu ne peux même pas écrire la différentielle dU=TdS-PdV+(mu)dN. Puisque T,P ne sont pas définis...
Si on est hors équilibre mais quand même extrêmement proche, ces grandeurs sont encore définissables...
Par contre le premier principe de la thermo est valable pour tout système, même hors équilibre.

[invite832fb8aa]

Ahhhhhhh.... oui je comprends!

merci de votre réponse