Chapitre5 2ème et 3ème Principes

Chapitre IV
Deuxième et Troisième Principes de
la Thermodynamique
Cours du Professeur TANGOUR

6-1: NÉCESSITÉ D'UN DEUXIÈME PRINCIPE
Le premier principe qui stipule la conservation de l'énergie permet de
faire le bilan d'énergie des systèmes, sans imposer de conditions sur
les types d'échanges possibles. Mais, ce bilan énergétique ne permet
pas de prévoir le sens d'évolution des systèmes. En effet, ce principe
ne peut pas interpréter le fait que la chaleur circule toujours
spontanément du chaud vers le froid, et que la chaleur ne peut jamais
circuler de la source froide vers la source chaude.

6-2: TRANSFORMATIONS IRRÉVERSIBLES
Exemple: la détente d'un gaz, caractérisée par l'écoulement brusque
du gaz d'une Haute Pression vers la Basse Pression .
Tous les processus macroscopiques réels naturelles (non-idéaux) sont
irréversibles. L’évolution des systèmes macroscopiques se fait dans un
sens privilégié !
Au terme d’une transformation réversible (irréversible), il est
possible (impossible) de ramener le système et le milieu extérieur à
leur états initiaux.

6-3 FONCTION ENTROPIE S
Le deuxième principe introduit une nouvelle fonction d'état dite
entropie notée Squi mesure le désordre.
DS >0 implique que la transformation étudiée s’accompagne par une
augmentation du désordre.
Exemple :
L'état initial 1(cloison en place), correspond à un certain ordre où les
molécules (°) sont séparées des molécules (.):
Dans l'état final 2 (cloison enlevée), les molécules plus chaudes (°)
diffusent vers la gauche, les molécules ont en moyenne même énergie
cinétique et le système est caractérisé par un plus grand désordre

6-4 ÉNONCÉ du 2ème PRINCIPE
Il existe plusieurs énoncés. L’énocé le plus général est :
La variation élémentaire d’entropie dS est telle que :
avec s= 0 pour une transformation réversible et s < > 0 pour une
transformation irréversible.
L’expression de la chaleur est le moyen de calculer dS et par
intégration DS.
Remarque importante: S est une fonction d’état. Sa variation dS ne dépends pas du
type de processus, réversible ou non. Par contre la chaleur Q n’est pas fonction d’état
et sa variation dépend du type de processus.