Cours de thermodynamique Chapitre V M. BOUGUECHAL 2010-2011
CHAPITRE V : DEUXIEME PRINCIPE DE LA THERMODYNAMIQUE
V.1 INSUFFISANCES DU PREMIER PRINCIPE
V.2 TRANSFORMATIONS IRREVERSIBLES
V.3 ENONCES HISTORIQUES DU SECOND PRINCIPE
V .3.1 ENONCE DE CLAUSIUS
V .3.2 ENONCE DE KELVIN
V.4 ENONCE MATHEMATIQUE DU SECOND PRINCIPE
V.4.1 TRANSFORMATION REVERSIBLE
V.4.2 CALCUL DE VARIATION D’ENTROPIE REVERSIBLE
V.4.2.1 TRANSFORMATION ADIABATIQUE REVERSIBLE
V.4.2.2 TRANSFORMATION ISOTHERME REVERSIBLE
V.4.2.3 TRANSFORMATION ISOCHORE REVERSIBLE
V.4.2.4 TRANSFORMATION ISOBARE REVERSIBLE
V.5 EXPRESSIONS DES COEFFICIENTS DIFFERENTIELS DE
L’ENTROPIE
V .6 EXPRESSIONS DE LA DIFFERENTIELLE DE L’ENTROPIE
V. 7 INTERPRETATION MICROSCOPIQUE DU SECOND PRINCIPE
V.1 INSUFFISANCES DU PREMIER PRINCIPE
Le premier principe de la thermodynamique qui énonce la conservation de l'énergie permet de
faire le bilan de l'énergie des systèmes, sans imposer de conditions sur les types d'échanges
possibles. Ce bilan énergétique ne permet pas de prévoir le sens de l’échange ou l’évolution
thermodynamiques des systèmes.
Par exemple, le premier principe ne permet pas de déterminer le sens d’une réaction chimique
ou simplement le sens de l’échange de chaleur entre un corps chaud et un corps le froid. On
sait que la chaleur passe spontanément du chaud vers le froid et non l’inverse. Le premier
principe n’exclut pas le transfert spontané de la chaleur du froid vers le chaud : cette
transformation est évidemment impossible naturellement.
Il faut donc mettre au point un deuxième principe appelé aussi principe d'évolution, à partir
d’expériences thermodynamiques, qui permettra de prévoir l'évolution des systèmes. Le
deuxième principe introduit une nouvelle fonction d'état dite entropie S qui décrit le
comportement des systèmes.
V.2 TRANSFORMATIONS IRREVERSIBLES
Beaucoup de transformations thermodynamiques sont irréversibles: elles ne peuvent évoluer
que dans un sens.
Exemple 1 : Détente de Joule-Gay-Lussac.