Entropie fonction d'état

[inviteaf55e375]

Bonjour

Si j'ai bien compris comment le concept d'entropie a émergé, historiquement Clausius a remarqué que sur un cycle de machine parfaite réversible fonctionnant entre deux thermostats , si Q1 est la chaleur échangée avec le premier thermostat ( T=T1) et Q2 étant la chaleur échangée avec le second (T=T2) Q1/T1 + Q2/T2 = 0

Si on définit (cycle réversible) une fonction entropie S telle que dS = Qech/T alors dS1 +dS2 = 0 ce qui en fait de facto une fonction d'état, de variation indépendante du chemin suivi.

Mais Clausius a également observé que en présence de facteurs d'irréversibilité Q1/T1 + Q2/T2 < 0

Donc je ne comprends pas ce qui l'a amené a postuler tout de même que l'entropie est une fonction d'état? (il aurait pu restreindre cette propriété aux cycles réversibles ? )

J'espère m'être bien fait comprendre? C'est un point, peut être LE point principal où je bloque en thermo.

Merci

ED (professeur)
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[invite741b54dd]

Bonjour,

Comprendre comment certains concepts physiques ont émergé est souvent utile, mais il vaut mieux parfois ne pas chercher à retracer en détail leur Histoire qui peut être pleine d'errances.

Je ne connais pas tout ce qui concerne la pensée de Clausius, mais on peut imaginer qu'il a constaté expérimentalement que même si un système subit un cycle irréversible, il revient dans un état identique à celui de départ (c'est la définition d'un cycle), qui permet par exemple ensuite de le soumettre à un cycle réversible.

En effet, si l'entropie était une grandeur qui permet de décrire certaines propriétés de cycles mais qu'elle n'était pas une fonction d'état, il serait possible qu'il y ait une sorte de mémoire et qu'en faisant plusieurs cycles identiques à la suite on observe des choses distinctes.

[Gilgamesh]

Clausius a postulé d'emblée que l'entropie était une fonction d'état extensive par analogie avec le volume dans la formule dans ∆W = p∆V.


Je cite :

https://www.connaissancedesenergies....ntropie-150928

La notion d’entropie a été introduite par Rudolf Clausius en 1865. Il avait entrepris d’intégrer dans une nouvelle discipline, la thermodynamique, l’ensemble des progrès faits en physique de la chaleur(2). Clausius s’attaqua à la traduction mathématique de l’équivalence chaleur-travail de Joule (W=JQ). Grâce à la machine à vapeur, on savait quantifier le travail mécanique d’un gaz poussant un piston dans un cylindre à pression constante (∆W = p∆V) mais cette relation n’avait pas encore été transposée à son équivalent, la chaleur.

Clausius, assimilant la température à une pression, proposa alors par analogie la relation ∆Q=T ∆S, S étant une grandeur d’état additive (extensive) nouvelle qu’il baptisa entropie (« transformation » en grec), son accroissement s’exprimant en Joules par degrés Kelvin (J/K). A la lumière du second principe imposant à la chaleur d’aller toujours du chaud vers le froid, la variation d’entropie s’est alors révélée être la grandeur traduisant le sens de toute transformation irréversible d’un système thermodynamique par l’inéquation ∆S≥0. Mais à ce stade l’entropie macroscopique restait une abstraction, son sens physique restant une énigme.