Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Énergie thermique I de combustion.
Effets de la thermodynamique

Entropie

Processus thermodynamiques

Processus thermodynamiques

Un processus thermodynamique est l'évolution de certaines propriétés, appelées propriétés thermodynamiques, en relation avec un système thermodynamique particulier. Pour étudier un processus thermodynamique, il est nécessaire que le système soit en équilibre thermodynamique aux points initial et final du processus; c'est-à-dire que les grandeurs qui subissent une variation lors du passage d'un état à un autre doivent être complètement définies dans leurs états initial et final.

De cette manière, les processus thermodynamiques peuvent être interprétés comme le résultat de l'interaction d'un système avec un autre après l'élimination d'une certaine ligature entre eux, de sorte que les systèmes soient finalement en équilibre (mécanique, thermique et / ou matériel).

De manière moins abstraite, un processus thermodynamique peut être vu comme les changements d'un système, des conditions initiales aux autres conditions finales, en raison de sa déstabilisation.

Un processus thermodynamique peut être réversible ou irréversible. Toutes les transformations réelles sont irréversibles car les frictions ne pouvant pas être complètement éliminées, la condition de réversibilité n'est qu'une approximation théorique.

Système en équilibre thermodynamique

Un système thermodynamique est en principe en état d'équilibre thermodynamique lorsque les principales variables du système (à savoir la pression, le volume et la température) ne subissent aucune variation supplémentaire dans le temps.

Dans un processus thermodynamique, cela se produit au moment où deux ou toutes les variables précédentes changent. N'oubliez pas que la variation d'un seul d'entre eux est impossible car ils sont tous interconnectés par un rapport de proportion inverse ou directe. Cette transformation thermodynamique amènera le système à un autre point d'équilibre.

Pour cette raison, les états initial et final d'une transformation sont identifiés par deux paires de valeurs des trois grandeurs qui définissent l'état d'un corps: pression, volume ou température.

Échange d'énergie dans un processus thermodynamique

Dans un processus thermodynamique, trois situations différentes peuvent se produire en termes d'échange d'énergie:

  • Travail d'échange, mais sans échange de chaleur (pour un système adiabatique: transformation adiabatique)
  • Échanger de la chaleur, mais sans échange de travail; (par exemple, pour une transformation Isocora)
  • Échange de travail et de chaleur (par exemple, pour une transformation isobare ou un isotherme)

Types de processus thermodynamiques

Pour la classification des types de processus thermodynamiques, il est souvent intéressant de regrouper les processus thermodynamiques par paires, dans lesquelles chaque variable qui reste constante est un membre d'une paire conjuguée de variables thermodynamiques.

Pression-volume

Le couple pression-volume conjugué est lié au transfert d'énergie mécanique ou dynamique résultant du travail.

  • Un processus isobare a lieu à pression constante. En d'autres termes, le système est connecté de manière dynamique, avec une bordure mobile, à un dépôt à pression constante. Lorsqu'un gaz parfait évolue de manière isobare d'un état A à un état B, la température et le volume associés sont conformes à la loi de Charles.
  • Un processus isochore a lieu à volume constant, de sorte que le travail effectué par le système sera nul. Cela implique que le processus n'effectue pas de travail pression-volume. Il en résulte que, par un simple système à deux dimensions, toute énergie thermique transférée au système est absorbée de manière externe sous forme d'énergie interne. On peut dire que le système est isolé dynamiquement de l'environnement par une frontière rigide.

Température d'entropie

L'entropie température du couple conjugué dans un processus thermodynamique concerne le transfert d'énergie thermique résultant du réchauffement.

  • Un processus isothermique (ou processus isothermique) a lieu à une température constante. En d'autres termes, le système est relié thermiquement, par une limite thermoconductrice, à un réservoir à température constante.
  • Un processus adiabatique est un processus dans lequel aucune énergie n'est ajoutée ou soustraite du système par chauffage ou refroidissement. Pour un processus réversible, il est identique à un processus isentropique. On peut dire que le système est isolé thermiquement de son environnement et que sa limite est un isolant thermique. Si le système a une entropie qui n'a pas encore atteint sa valeur maximale d'équilibre, l'entropie augmentera, même si le système est isolé thermiquement.
  • Un processus isentropique a lieu à entropie constante. Pour un processus réversible, il s'agit d'un processus adiabatique. Si le système a une entropie qui n'a pas encore atteint la valeur d'équilibre maximale, un processus de refroidissement peut être nécessaire pour conserver cette valeur d'entropie.

Potentiel chimique - nombre de particules

Les processus des sections ont implicitement supposé que les frontières sont également imperméables aux particules. On peut supposer que les frontières sont rigides et isolées thermiquement, mais elles sont perméables à un ou plusieurs types de particules. Par paire de potentiel chimique - nombre de particules, ces considérations sont maintenues; Cette paire conjuguée concerne le transfert d'énergie par le biais du transfert de particules.

  • Dans un processus à potentiel chimique constant, le système est connecté par transfert de particules avec une frontière perméable aux particules.
  • Dans un processus à nombre de particules constant, aucune énergie n'est ajoutée ou soustraite du système par transfert de particules. On peut dire que le système est isolé par transfert de particules de son environnement à travers une frontière perméable aux particules.
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Dernier examen: 13 mars 2019