Equilibre thermodynamique

[invitec336fcef]

Bonjour,

il y a une notion qui m'intrigue dans la définition même de l'équilibre thermodynamique.
Cet équilibre est synomyne de stationnarité pour les paramètres qui régissent un gaz ou un plasma. Dans un plasma notamment, cela se traduit par un équilibre de mécanismes antagonistes (autant d'ionisation que de recombinaison électronique, par exemple).
Justement, si l'on faisait un bilan énergétique sur un plasma en équilibre thermodynamique, aurait-on le droit d'écrire que l'énergie injectée dans ce plasma est exactement égale à l'énergie perdue (par dissipation, rayonnement) ?

Beaucoup de ceux à qui j'ai posé la question m'ont répondu non, que les pertes sont toujours plus importantes que l'apport en énergie. Et cela me paraît franchement flou. Quelqu'un pourrait-il m'aider ?
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[invite3d779cae]

Moi j'aurais tendence a dire que oui, car si les pertes sont plus importantes, alors ton plasma devrait perdre de l'energie et finir par atteindre un niveau tel qu'on ne pourra plus le considéré comme un plasma. Il n'est donc pas a l'equilibre puisqu'il a changé d'etat.

Autre exemple un peu différent, quand on parle d'equilibre liquide-vapeur il y a autant de liquéfaction que de vaporisation, les quantités des phases liquide et gazeuse sont donc constantes.

[invitec336fcef]

Donc en gros, tu injectes 10 W dans ton plasma, et le plasma perd 10 W ?

[invite8c514936]

Je ne comprends pas bien : si tu injectes 10 W dans un système à l'équilibre, tu perturbes cet équilibre ! Le système peut s'installer dans un autre état d'équilibre, d'énergie plus élevée...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec336fcef]

hum, je me suis mal exprimé.
Admettons que tu injectes 10 J dans un système hors équilibre. Cette injection est constante et amène le système à l'ET. Quand cet ET est établi, sachant que tu injectes toujours ton énergie de 10, cela veut-il dire que ton plasma perd également 10 J ?

[yahou]

A l'équilibre, les grandeurs thermodynamiques sont stationnaires. En particulier l'énergie est constante. Donc le bilan énergétique doit montrer qu'il rentre autant d'énergie par unité de temps qu'il n'en sort. Donc à la question de départ

si l'on faisait un bilan énergétique sur un plasma en équilibre thermodynamique, aurait-on le droit d'écrire que l'énergie injectée dans ce plasma est exactement égale à l'énergie perdue ?

je réponds oui.

Admettons que tu injectes 10 J dans un système hors équilibre. Cette injection est constante et amène le système à l'ET. Quand cet ET est établi, sachant que tu injectes toujours ton énergie de 10, cela veut-il dire que ton plasma perd également 10 J ?

J'imagine qu'il s'agit de 10W et non 10J. Je ne comprends pas bien ce que tu entends par

Cette injection [...] amène le système à l'ET.

Si on part d'un état d'équilibre, et qu'on injecte 10W de façon continue, alors le système va évoluer vers un nouvel état d'équilibre dans lequel il perdra 10W de plus que dans l'état d'équilibre précédent (puisque le nouveau bilan doit être équilibré). En revanche si on part d'un état hors équilibre, sans plus d'information, on ne peut rien dire sur le bilan énergétique, ni avant ni après l'injection des 10W.

[invitec336fcef]

Merci Yahou, ça répond à ma question !