Menu

Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Énergie thermique I de combustion.
Effets de la thermodynamique

Entropie

Deuxième loi de la thermodynamique

Deuxième loi de la thermodynamique

La deuxième loi de la thermodynamique stipule que: "La quantité d'entropie dans l'univers a tendance à augmenter avec le temps."

Il découle du deuxième principe que si tout travail peut être converti en chaleur, toute la chaleur ne peut pas être convertie en travail. L'efficacité maximale qui peut être obtenue est l'efficacité Carnot.

Selon la première loi de la thermodynamique, tout processus qui se produit dans un système donné doit satisfaire au principe de conservation de l'énergie, y compris le flux de chaleur.

L'équation: Deuxième loi de la thermodynamique

il établit, en d'autres termes, que tout processus dont le seul but est de créer ou de détruire de l'énergie est impossible, c'est-à-dire qu'il nie l'existence d'une machine à mouvement perpétuel de première classe.

Le premier principe de la thermodynamique ne nous dit rien sur la direction dans laquelle un processus peut se produire dans un système. La premiere loi ne nous dise si la transformation est réversible.

Entropie et deuxième principe de la thermodynamique

Dans le second principe de la thermodynamique, il y a un concept trés important qui est appelée entropie. La variation d'entropie est très important. l'entopie est une fonction d'état qui définit le système.

La deuxième loi exige que, en général, l'entropie totale d'un système ne puisse diminuer plus qu'en augmentant l'entropie d'un autre système.

Par conséquent, dans un système isolé de son environnement, l'entropie de ce système a tendance à ne pas diminuer. Pour cette raison, la chaleur ne peut pas passer d'un corps plus froid à un corps plus chaud sans l'application de travail (l'imposition de l'ordre) au corps plus froid.

Il s'ensuit qu'une réduction de l'augmentation de l'entropie dans un processus spécifique, tel qu'une réaction chimique, signifie qu'il est plus économe en énergie.

L'applicabilité d'une deuxième loi de la thermodynamique est limitée aux systèmes proches ou en état d'équilibre.

Exemples de la deuxième loi de la thermodynamique

Cette restriction dans la direction dans laquelle un processus peut ou non se produire dans la nature, se manifeste dans tous les processus spontanés ou naturels. En effet, on observe toujours que:

  • Un gaz comprimé a tendance à se dilater

  • Le transfert de chaleur se produit toujours des corps chauds aux corps froids.

  • Le fonctionnement d'un climatiseur

On n'observe jamais que ces processus se produisent spontanément dans le sens opposé. En aucun cas, la chaleur ne passe d'un corps froid à un corps chaud sans l'apport d'un travail extérieur.

Comment fonctionne un climatiseur?

Un climatiseur peut refroidir l'air d'une pièce. Le refroidissement de l'air réduit l'entropie de l'air dans ce système.

La chaleur expulsée de la pièce (le système) contribue toujours plus à l'entropie de l'environnement qu'à la diminution de l'entropie de l'air dans ce système. Par conséquent, l'entropie totale de la pièce plus l'entropie de l'environnement augmente.

Machines thermiques

En théorie, un moteur thermique parfaitement efficace devrait convertir toute l' énergie thermique absorbée en travail mécanique. La deuxième loi de la thermodynamique stipule que cela est impossible.

Définition des machines thermiques

Un moteur thermique vise à fournir en permanence du travail à l'extérieur à partir de la chaleur absorbée.

Si l'on imagine un cycle effectué dans le sens opposé à celui d'un moteur, le résultat final sera:

  1. Absorption de chaleur à basse température.

  2. Éjection d'une plus grande quantité à une température plus élevée

  3. Et enfin, la réalisation d'un montant net de travail sur le système. 

Théorème de Carnot

Le théorème de Carnot stipule que "Aucun moteur thermique fonctionnant en cycles entre deux cuves thermiques données n'a une plus grande efficacité qu'un moteur réversible (Carnot) fonctionnant entre les mêmes bateaux"

La preuve est due à W. Thomson, (Lord Kelvin). De plus, il y a le théorème de Kelvin Planck: "Toute transformation cyclique, dont le seul résultat final est d'absorber la chaleur d'un corps ou d'une source de chaleur à une température donnée et de la convertir entièrement en travail, est impossible."

Auteur :

Date de publication : 17 août 2016
Dernier examen : 11 août 2020