Principes de la thermodynamique

La thermodynamique traite de tout ce qui concerne les échanges d’énergie, pas seulement la chaleur (ce que le préfixe thermo suggèrerait).
Elle est régie par des principes qui doivent être respectés absolument, ce sont des lois imposées par la nature.
Ces principes sont absolus, ce ne sont pas des théories scientifiques réfutables (il faudrait vivre dans un autre univers pour qu’éventuellement ils soient différents).

Loi zéro

Lorsque deux systèmes sont en équilibre thermodynamique avec un troisième, alors ils sont en équilibre entre eux.
Comme l’exprimait Maxwell. “Toute chaleur est de la même sorte”.

1ère loi

L’énergie se conserve.
L’énergie interne d’un système change si de la chaleur y entre ou en sort.
En d’autres termes : produire du travail sans apport d’énergie est impossible.

2ème loi

L’entropie d’un système isolé ne décroît jamais.
À l’équilibre un tel système se trouve avec son entropie maximale
En d’autres termes : le désordre d’un système ne peut que croître.
Ou : l’énergie disponible (pour être convertie, p.ex. pour fournir un travail mécanique) d’un système isolé est inférieure à son énergie interne.
Ou : l’efficience maximale d’un moteur thermique est η = 1-TF/TC ,
où TF est la température absolue [en Kelvin] du réservoir froid (puit) et TC celle du réservoir chaud (source).
En termes plus vulgaires :
Un tas de cailloux lancés en l’air a très, très peu de chance de retomber sous la forme d’une cathédrale.

3ème loi

L’entropie d’une substance pure est nulle à la température nulle
(T= 0 Kelvin).
En termes plus vulgaires :
L’ordre maximal est atteint lorsque rien ne se passe ni n’existe.

Rougemont Michel_de
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