Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Énergie thermique I de combustion.
Effets de la thermodynamique

Entropie

Les lois de la thermodynamique

Les lois de la thermodynamique

La thermodynamique repose principalement sur un ensemble de quatre lois qui sont universellement valables lorsqu'elles sont appliquées à des systèmes respectant les contraintes implicites de chacun.

Le premier principe de la thermodinamique a été établi que la deuxième loi de la thermodynamique, telle que formulée par Sadi Carnot et le 1824. Le 1860 a créé deux « principes » de la thermodynamique avec les travaux de Rudolf Clausius et William Thomson, Lord Kelvin. Au fil du temps, ces principes sont devenus des "lois". En 1873, par exemple, Willard Gibbs affirmait qu'il existait deux lois absolues de la thermodynamique dans ses méthodes graphiques en thermodynamique des fluides. Actuellement, quatre lois au total sont énoncées. Au cours des 80 dernières années, certains auteurs ont suggéré d'autres lois, mais aucune n'a été acceptée à l'unanimité.

Dans les diverses descriptions théoriques de la thermodynamique, ces lois peuvent être exprimées sous des formes apparemment différentes, mais les formulations les plus remarquables sont les suivantes:

La loi zéro de la thermodynamique

L'équilibre thermodynamique d'un système est défini comme étant la condition de celui-ci dans laquelle les variables empiriques utilisées pour définir un état du système (pression, volume, champ électrique, la polarisation, l'aimantation, la pression linéaire, la tension superficielle, etc.) sont venus à un point d'équilibre et ne varient donc pas avec le temps, c'est-à-dire qu'ils ne dépendent pas du temps. Ces variables empiriques (expérimentales) d'un système sont appelées coordonnées thermodynamiques du système.

Ce principe est appelé équilibre thermodynamique. Si deux systèmes A et B sont en équilibre thermodynamique et que B est en équilibre thermodynamique avec un troisième système C, alors A et C sont en équilibre thermodynamique. Ce principe est fondamental, même s'il est largement accepté; elle n'a été formellement formulée qu'après que les trois autres lois eurent été énoncées. Par conséquent, il reçoit la position 0.

La première loi de la thermodynamique

La première loi de la thermodynamique est également connue comme principe de conservation de l'énergie pour la thermodynamique. Cette loi thermodynamique stipule que, si un travail est effectué sur un système ou s'il échange de la chaleur avec un autre, l'énergie interne du système changera.

Vu d'une autre manière, cette loi permet de définir la chaleur comme l'énergie nécessaire que le système doit échanger pour compenser les différences entre le travail et l'énergie interne. Il a été proposé par Antoine Lavoisier.

La deuxième loi de la thermodynamique

La deuxième loi de la thermodynamique règle la direction dans laquelle les processus thermodynamiques doivent être effectués et, par conséquent, l'impossibilité de se produire dans la direction opposée. Il établit également, dans certains cas, l'impossibilité de convertir complètement toute l'énergie d'un type à l'autre sans pertes. De cette manière, la deuxième loi impose des restrictions pour les transferts d'énergie qui pourraient hypothétiquement être réalisées en tenant compte uniquement du premier principe de la thermodynamique.

Cette loi permet de définir une quantité physique appelée entropie telle que pour un système isolé, à savoir pas d'échanges matière et d'énergie avec son environnement, le changement d'entropie doit toujours être supérieure ou égale à zéro et est à seulement zéro si le processus est réversible.

La troisième loi de la thermodynamique

La troisième des lois de la thermodynamique, proposée par Walther Nernst, stipule qu'il est impossible d'atteindre une température égale au zéro absolu par un nombre fini de processus physiques. Le troisième principe de la thermodynamique peut aussi être formulé comme si un système donné se rapproche du zéro absolu, son entropie tend vers une valeur constante spécifique.

L'entropie des solides cristallins purs peut être considérée avec la valeur de zéro à des températures égales au zéro absolu. Ce n'est pas une notion requise par la thermodynamique classique, il est donc probablement inapproprié de parler de «loi».

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Dernier examen: 28 août 2018