Deuxième principe de la thermodynamique :

Deuxième principe de la thermodynamique :
Le second principe fait appel à une nouvelle fonction d'état appelée entropie, notée S.
– S est extensive (dépend de la quantité de matière).
– S est additive Sys= Sys 1 Sys 2 ⇒ S total = S 1  S 2
– Lors d'une transformation adiabatique,  S ≥ 0
– Lors d'une transformation quelconque,  S = S échangé  S créé .
Q
S échangé =∫
, Text est la température de l'extérieur.
T ext
– Scréé terme de création d'entropie S créé ≥ 0
– Si Scréé = 0 => transformation réversible.
– Si Scréé > 0 => transformation irréversible.
Sech et Scréé dépendent de la transformation,  S indépendant de la transformation.
– Scréé permet de quantifier l'irréversibilité de la transformation.
– Pour une transformation infinitésimale, dS = S éch  S créé .
Une transformation adiabatique réversible se fait à S constante (isentropique).
– Pour un système isolé : W = Q = 0 => Sech = 0.  S = S créé ≥ 0 .
Un système isolé évolue spontanément de manière à augmenter son entropie.
1 ière identité thermodynamique :
dS =
1
p
dU  dV
T
T
2 ième identité thermodynamique :
dS =
dS  u , v =
 
∂S
∂U
dU 
V
 
∂S
∂V
dV
U
Température thermodynamique :
Pression thermodynamique :
1
V
dH − dP
T
T
 
1
∂S
=
T
∂U
 
p
∂S
=
T
∂V
U
V
Pour un thermostat :
Q
 S therm = reçue par le thermostat
T thermostat
Relation de Clausius :  S ≥
Q1 Q2 Q 3
 
T1 T2 T3
A retenir une des trois :
S  T ,V =Cv ln T  nR ln V cste
S  T , P =C P ln T −nR ln pcste '
S  P , V =Cv ln PC p ln V  cste ' '
3 ième principe :
L'entropie d'un corps pur cristallisé à 0K est nulle. S crist  0K=0 .
Cristal
====> liquide ====> gaz
ordre à grande distance
ordre local mais pas à Pas d'ordre + agitation thermique
+ agitation thermique grande distance + agitation
thermique
Plus la phase est désordonnée, plus l'entropie est élevée => l'entropie mesure le désordre.