Thermodynamique et Entropie : le second principe.

[Panzerspatial]

Le second principe de la thermodynamique dit (à peu prés, en termes français) que l'univers évolue toujours vers un état plus ordonné.

Pour les moteurs, ça signifie un transfert de chaleur d'une source chaude vers une source froide, ce qui augmente l'entropie du système car le désordre (sous forme d'agitation thermique) se répartie de façon plus homogène, donc plus désordonné.

Est-ce qu'on ne pourrait batir une machine ( par exemple une machine à vapeur utilisant le cycle de carnot ) qui utiliserait 2 sources en contact, facilement dissociables, qui profiterait des fluctuation thermique pour créer une source chaude et une source froide séparée, ferait fonctionner le moteur jusqu'au transfert total de la chaleur et recommencerait, en utilisant le travail produit pour augmenter la cohérence de la matière environnante ? Merci d'avance de vos réponses.
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[deep_turtle]

Est-ce qu'on ne pourrait batir une machine ( par exemple une machine à vapeur utilisant le cycle de carnot ) qui utiliserait 2 sources en contact, facilement dissociables, qui profiterait des fluctuation thermique pour créer une source chaude et une source froide séparée, ferait fonctionner le moteur jusqu'au transfert total de la chaleur et recommencerait, en utilisant le travail produit pour augmenter la cohérence de la matière environnante ?

Je ne comprends pas la question, mais la réponse est non...
Comment "profiter des fluctuations thermiques" ? Si tu as dans l'idée un démon de Maxwell, non ça ne marche pas...

[Gwyddon]

Le second principe de la thermodynamique dit (à peu prés, en termes français) que l'univers évolue toujours vers un état plus désordonné.

Pour les moteurs, ça signifie un transfert de chaleur d'une source chaude vers une source froide, ce qui augmente l'entropie du système car le désordre (sous forme d'agitation thermique) se répartie de façon plus homogène, donc plus désordonné.

Plutôt, pour maximiser la perte d'info... D'ailleurs tu le dis au paragraphe d'après

[Panzerspatial]

Moi aussi je ne comprend pas trés bien ta 2e réponse , non je ne pense pas au démon de Maxwell mais au phénomène totalement naturel des fluctuations thermiques : la chaleur se répartie globalement de façon uniforme mais il y a toujours des inhomogénéitées, si les deux sources sont en contact et qu'on les séparent lors d'une fluctuation assez importante, on cré une source froide et une chaude, et le moteur peut fonctionner normalement et utiliser une partie de son énergie pour remettre en contact les sources, puis pour les séparer.

[A voir en vidéo sur Futura]

[GillesH38a]

C'est bien une expérience de type démon de Maxwell, comme le dit Deep : savoir qu'une fluctuation a fonctionné "dans le bon sens" suppose d'interagir avec un système traitant de l'information, qui consomme forcément de l'énergie libre en dégageant de l'entropie. Le travail obtenu par ton moteur n'excèdera pas celui qui tu dépenseras pour faire fonctionner ton système de mesure.

[Panzerspatial]

Même si, plutot que de faire une mesure, on s'appuit sur un phénomène physique pour déclencher le séparement des deux sources ?

Ex : La température du système est à x degrés, les deux sources sont reliées par un petit élastique mauvais conducteur de chaleur ( les échanges de température passent par le conctact entre les parois ), et sont sur deux pentes en sens opposées, lorsque la chaleur monte à x + y degrés pour la source chaude ( à cause d'une fluctuation ) le bout de l'élastique se détend et les deux sources s'éloignent légèrement, aprés avoir accompli un ou plusieurs cycles la température redevient normal et l'élastique se tend, remettant en conctact les deux sources : le système fonctionne ?
( on détermine les contacts avec le gaz par d'autres système à élastique pour mettre en contact soi la source chaude soi la source froide )

[invite14ea0d5b]

j'ai pas examiné ton système, mais comme il détecte quand une fluctuation a été effectuée "dans le bon sens"......

[chaverondier]

C'est bien une expérience de type démon de Maxwell, comme le dit Deep : savoir qu'une fluctuation a fonctionné "dans le bon sens" suppose d'interagir avec un système traitant de l'information, qui consomme forcément de l'énergie libre en dégageant de l'entropie. Le travail obtenu par ton moteur n'excèdera pas celui qui tu dépenseras pour faire fonctionner ton système de mesure.

En fait, quand on analyse de près l'équation d'évolution de Boltzmann, le théorème H de Boltzmann et une fois que l'entropie de l'ingénieur (1) a été identifiée comme l'information inaccessible à l'observateur macroscopique (2), on découvre avec une certaine surprise que le second principe de la thermodynamique s'avère en fait voisin de l'énoncé ci-dessous :

L'observateur macroscopique ne peut pas accéder à l'information...à laquelle il ne peut pas accéder.

L'impossibilité de transformer de la chaleur en travail lors d'un cycle monotherme vient donc du fait que l'on a classé dans la catégorie chaleur la partie de l'énergie que l'on ne sait pas, à ce jour et avec nos moyens technologiques actuels, suffisamment bien manipuler pour savoir la transformer en travail utilisable au cours d'un cycle monotherme. En analysant les choses en détail, cette impossibilité découle de ce qu'est l'entropie: une information inaccessible à une catégorie d'observateurs donnée.

Voilà qui donne à la notion d'entropie et à la notion de chaleur un caractère relatif à la technologie à la disposition de l'observateur/expérimentateur macroscopique (3).

Bref, les démonstrations selon lesquelles le travail du démon de Maxwell serait incompatible avec les lois fondamentales de la physique ne me semblent pas convaincantes du tout car elles reposent implicitement sur l'attribution à l'entropie de l'ingénieur d'un statut de grandeur fondamentale qu'elle n'a pas. A mon sens, le démon de Maxwell est un ingénieur doté de moyens technologiques d'action et d'observation plus performants que nos moyens technologiques actuels. BC

(1) Il y en d'autres choix possibles pour l'entropie, comme l'entropie de Gibbs d'un système régi par une dynamique Hamiltonienne par exemple. Une telle évolution est alors isentropique au sens de cette entropie.

(2) cad l'information inaccessible à une catégorie d'observateurs (dotés d'une technologie donnée) caractérisée par leurs horizons d'action et leurs horizons d'accès à l'information.

(3) En même temps, certains pouront être fortement tentés de signaler qu'ils ne mettraient pas leur main au feu quant à la relativité de la température et on peut les comprendre (avec jeu de mot, effet Unruh ou pas). Mais bon, quand on creuse on s'aperçoit que la discussion est moins tranchée que cet argument/boutade d'aparence béton ne pourrait le laisser penser.