Deuxième principe de la thermodynamique

Équilibre thermodynamique

Un système est à l'équilibre si :

  • les variables d'état sont constantes dans le temps ;

  • la température est homogène ;

  • le système n'est pas le siège de frottements solides.

Une transformation est réversible

Si elle est renversable (on peut la faire en sens inverse en modifiant simplement les actions et conditions extérieures) et si elle est une suite continue d'états d'équilibre (quasi-statique).

FondamentalÉnoncé du deuxième principe de la thermodynamique

Il existe une fonction d'état \(S\) (entropie), telle que dans toute transformation d'un système fermé, on ait :

\[dS = d_i S + d_eS\]

avec \(d_iS \geq 0\) (lié aux irréversibilités internes) et \(d_eS = \sum_p \frac{\delta Q_p}{T_p}\) (somme sur tous les échanges de chaleur avec des éléments du système de température \(T_p\)).

L'entropie d'un système isolé ne peut qu'augmenter

L'augmentation de l'entropie est une manifestation de la dispersion de l'énergie (sous toutes ses formes) dans l'ensemble du volume accessible).

Deuxième principe pour un système ouvert en régime permanent

\[\dot{S}_{gen}=\dot{M}(s_{out}-s_{in}) -\sum_p \frac{\dot{Q}_p}{T_p} \geq 0\]

où \(\dot{S}_{gen}\) est la production d'entropie par les irréversibilités internes, \(s_{in}\) et \(s_{out}\) l'entropie massique des flux entrant et sortant, \(\dot{Q}_p\) la chaleur reçue par l'élément du système \(p\) à la température \(T_p\).

Complémentaccès au chapitre complet

Ces concepts sont développés dans le chapitre "Second principe de la thermodynamique".

Accès direct à l'adresse : http://nte.mines-albi.fr/Thermo/co/Module_2ndPrincipe.html