Physique pour Geosciences (1) : THERMODYNAMIQUE CoPG1Th3

Physique pour Geosciences (1) :
THERMODYNAMIQUE
CoPG1Th3
Fiche de cours
k[email protected]
R´esum´e du cours II : Second principe
Second principe & Multiplicit´e
Si un syst`eme isol´e, compos´e de nombreuses mol´ecules, a la possibilit´e
d’´evoluer, alors il ´evoluera, avec une probabilit´e infiniment proche de 1,
vers l’´etat macroscopique ayant la plus grande multiplicit´e de micro-´etats.
Entropie & Multiplicit´e
Si Mest la multiplicit´e d’un ´etat thermodynamique, alors on introduit une
nouvelle fonction d’´etat, l’entropie S, d´efinie par
S=kln(M),(1)
avec kla constante de Boltzmann.
Second principe & Entropie
Lors d’une transformation thermodynamique, les changements d’entropie
sont la somme des ´echanges d’entropie (q/T ) et de la cr´eation d’entropie
(δSirr, toujours positive):
dS=q
T+δSirr.(2)
La production d’entropie est nulle pour les processus r´eversibles. Dans la
r´ealit´e il y a toujours une production d’entropie par les processus dissipatifs.
1

Variation d’entropie pour un gaz parfait
La variation d’entropie entre deux ´etats iet fpour un gaz parfait est donn´ee
en fonction du changement de volume et de temp´erature par
∆S=Cvln Tf
Ti+nR ln Vf Vi,(3)
avec Cvla chaleur sp´ecifique `a volume constante, nle nombre de moles et
Rla constante des gaz parfaits.
2