TH4_DDD_Essentiel_Second Principe

δ
≈ ≈
≈ ≈ ≈
V P
C C C
Q dU dH CdT
Objectif
ObjectifObjectif
Objectif :
::
:  Caractériser / Prévoir l’IRREVERSIBILITE des évolutions thermodynamiques => PRINCIPE d’EVOLUTION
Principales Causes d
Principales Causes dPrincipales Causes d
Principales Causes d’
’’
’Irréversibilité
IrréversibilitéIrréversibilité
Irréversibilité :
::
: - Frottements
- Réactions Chimiques
- Transferts thermiques (impossible à inverser avec le temps)
- Non-uniformité des variables d’état intensives (n*, T, P, …) (Pb d’homogénéisation)
I.
I. I.
I. Second Principe
Second PrincipeSecond Principe
Second Principe
En
EnEn
Enoncé
oncé oncé
oncé Classique
ClassiqueClassique
Classique :
::
:
1. Il existe une grandeur extensive S, appelée ENTROPIE, qui caractérise le désordre global d’un système.
2. Toute transformation d’un système fermé et thermiquement isolé s’effectue avec une augmentation du
désordre global – on dit qu’il y a CREATION d’ENTROPIE : ∆ ≥
0
irréversible
ISOLE réversible
S
3. L’entropie est une FONCTION d’ETAT qui s’exprime en fonction d’un petit nombre de paramètres
Expression
Expression Expression
Expression analytique
analytiqueanalytique
analytique :
::
: Transfo Générale Transfo Réversible
δ
δ δ
δ
= + =
↓
≥
||
0
rev
ech créee
ech irréversible
réversible
ext
Q
dS S S
T
Q
T
I
II
II
II
I.
. .
. Méthode de
Méthode de Méthode de
Méthode de Calcul d
Calcul dCalcul d
Calcul d’
’’
’Entropie
EntropieEntropie
Entropie
 Méthode 1 : Identités thermodynamique
= +
= −
⇒
= +
= −
d U P d V
d S
d U T d S P d V
T T
d H T d S V d P d H V d P
d S
T T
C
CC
Calcul de
alcul de alcul de
alcul de ∆S
∆S∆S
∆S ?
??
?
(
((
(V
VV
Varia
ariaaria
ariation totale d’entropie
tion totale d’entropietion totale d’entropie
tion totale d’entropie)
))
)
=>
=> =>
=> 2 méthodes
2 méthodes2 méthodes
2 méthodes
 Méthode 2 : On considère une transfo réversible donnant les mêmes
Etat Initial et final. Ainsi :
δ
∆ = ∫
E F
r e v
E I
Q
S
T
Calcul de
Calcul de Calcul de
Calcul de l’entropie échangée ?
l’entropie échangée ?l’entropie échangée ?
l’entropie échangée ?
 Expression directe :
éch
éch
ext
Q
ST
δ
δ =
Attention Text !
Calcul
CalculCalcul
Calcul de
de de
de l’entropie créée
l’entropie créée l’entropie créée
l’entropie créée ?
??
?
 La déduire du reste :
créée éch
S dS S
δ δ = −
Cas du GP
Cas du GPCas du GP
Cas du GP :
::
: Avec l’identité Thermo :
= + = +
V
C d T
d U P d V n R d V
d S
T T T V
⇒∆ = ⋅ + ⋅
0 0
ln ln
G P V
T V
S C nR
T V
Cas d
Cas dCas d
Cas d’
’’
’une Phase Condensée
une Phase Condenséeune Phase Condensée
une Phase Condensée :
::
: Modèle classique indilatable et incompressible
Ainsi
= +
dU P dV
dS
T
≈
dT
C
T T
⇒∆ ≈ ln
f
i
T
S C
T
Diagramme Entropique
Diagramme EntropiqueDiagramme Entropique
Diagramme Entropique :
::
:
Dans le Cas Réversible, Aire sous la courbe = Chaleur Reçue
Car : = ⋅ =
∫
_ _
EF
rév EI
Q T dS Aire Sous Courbe
Résumé de cours
Résumé de cours Résumé de cours
Résumé de cours –
––
–
TH
THTH
TH
4
44
4
–
––
– Second
Second Second
Second Principe
PrincipePrincipe
Principe –
––
– 1/
1/ 1/
1/1
11
1
E
NTROPIE
= Flèche du temps
Partie
réversible
Partie
irréversible
Dans le cas réversible,
Equilibre thermique
avec l’extérieur : T = T ext
et δ
=
0
créee
S
Identité Thermodynamique
Identité ThermodynamiqueIdentité Thermodynamique
Identité Thermodynamique :
::
:
= −
= +
dU TdS PdV
dH TdS VdP
(Pour toute évolution Quasi-Statique)
(Réversible ou Non)
Cycle MOTEUR
Cycle MOTEURCycle MOTEUR
Cycle MOTEUR
T
TT
T
S
SS
S
B
BB
B
A
AA
A
Exemple ici
Exemple iciExemple ici
Exemple ici :
::
: Q
Q Q
Q >
> >
> 0
0 0
0
 Chaleur
Chaleur Chaleur
Chaleur reçue
reçue reçue
reçue
 Cycle W =
Cycle W = Cycle W =
Cycle W = -
--
- Q < 0
Q < 0Q < 0
Q < 0
 Cycle
Cycle Cycle
Cycle MOTEUR
MOTEURMOTEUR
MOTEUR