Ch T2 Potentiels thermodynamiques Energie libre Enthalpie libre POTENTIELS THERMODYNAMIQUES ÉNERGIE LIBRE ENTHALPIE LIBRE LES POTENTIELS THERMODYNAMIQUES Introduction la néguentropie Nous étudierons dans ce chapitre les systèmes hors d'équilibre et leur évolution vers un état d'équilibre La recherche d'une position d'équilibre est un problème classique en mécanique quand un système mécanique est soumis des forces dérivant d'une énergie potentielle la recherche d'un minimum de cette énergie nous conduit aux états d'équilibre stable Existerait il alors en thermodynamique des fonctions jouant le même rôle et qu'on pourrait alors appeler potentiels thermodynamiques L'évolution d'un système thermodynamique est étudiée par le second principe Celui ci on l'a vu permet de distinguer les transformations idéales réversibles et les transformations réelles irréversibles Notons bien que si un système est hors d'équilibre il subit une transformation spontanée nécessairement irréversible A cette irréversibilité est associée une création d'entropie mais le terme de transfert est lui de signe quelconque Cependant si le système est isolé seul subsiste le terme de création un système isolé hors d'équilibre évolue toujours en augmentant son entropie S'il atteint un état d'équilibre son entropie dans cet état ne peut être que maximale Par analogie avec la mécanique on est alors tenté de définir une néguentropie S* S qui elle serait minimale l'équilibre Tout système isolé hors d'équilibre évolue vers un état d'équilibre qui correspond un minimum de la néguentropie S La néguentropie répond bien l'attente qu'on en avait elle joue le rôle pour un système isolé de potentiel thermodynamique indiquant par son minimum l'état d'équilibre du système Elle a cependant un gros défaut la nécessité de considérer un système isolé donc soumis des transformations internes uniquement ce qui n'est guère réalisé en pratique Il nous faut donc inventer de nouveaux potentiels thermodynamiques pour des systèmes non isolés

Françoise Briffaut

Description

Ch. T2 : Potentiels thermodynamiques Energie libre - Enthalpie libre 18 POTENTIELS THERMODYNAMIQUES ÉNERGIE LIBRE - ENTHALPIE LIBRE 1. LES POTENTIELS THERMODYNAMIQUES 1.1. Introduction : la néguentropie Nous étudierons dans ce chapitre les systèmes hors d'équilibre et leur évolution vers un état d'équilibre. La recherche d'une position d'équilibre est un problème classique en mécanique : quand un système mécanique est soumis à des forces dérivant d'une énergie potentielle, la recherche d'un minimum de cette énergie nous conduit aux états d'équilibre stable. Existerait-il alors en thermodynamique des fonctions jouant le même rôle et qu'on pourrait alors appeler potentiels thermodynamiques ? L'évolution d'un système thermodynamique est étudiée par le second principe. Celui-ci, on l'a vu, permet de distinguer les transformations idéales réversibles et les transformations réelles irréversibles. Notons bien que si un système est hors d'équilibre, il subit une transformation « spontanée », nécessairement irréversible. A cette irréversibilité est associée une création d'entropie, mais le terme de transfert est, lui, de signe quelconque. Cependant, si le système est isolé, seul subsiste le terme de création : un système isolé hors d'équilibre évolue toujours en augmentant son entropie. S'il atteint un état d'équilibre, son entropie dans cet état ne peut être que maximale. Par analogie avec la mécanique, on est alors tenté de définir une néguentropie S* = - S qui elle serait minimale à l'équilibre : Tout système isolé hors d'équilibre évolue vers un état d'équilibre qui correspond à un minimum de la néguentropie -S.

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• ?s ≤


• transformation monotherme


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Sujets

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• Système thermodynamique
• Potentiel thermodynamique

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Extrait

 Ch.T2 : Potentiels thermodynamiques Energie libre - Enthalpie libre 18  POT E N T I E L ST HE RM ODY N AM I QUE S É N E RGI EL I B RE- EN T H AL PI EL I BRE   1.LES POTENTIELS THERMODYNAMIQUES   1.1.Introduction : la néguentropie  Nous étudierons dans ce chapitre les systèmes hors déquilibre et leur évolution vers un état déquilibre. La recherche dune position déquilibre est un problème classique en mécanique : quand un système mécanique est soumis à des forces dérivant dune énergie potentielle, la recherche dun minimum de cette énergie nous conduit aux états déquilibre stable. Existerait-il alors en thermodynamique des fonctions jouant le même rôle et quon pourrait alors appelerpotentiels thermodynamiques?  Lévolution dun système thermodynamique est étudiée par le second principe. Celui-ci, on la vu, permet de distinguer les transformations idéales réversibles et les transformations réelles irréversibles. Notons bien que si un système est hors déquilibre, il subit une transformation spontanée », nécessairement irréversible.  A cette irréversibilité est associée une création dentropie, mais le terme de transfert est, lui, de signe quelconque. Cependant, si le système est isolé, seul subsiste le terme de création :un système isolé hors déquilibre évolue toujours en augmentant son entropie. Sil atteint un état déquilibre, son entropie dans cet état ne peut être que maximale.  * Par analogie avec la mécanique, on est alors tenté de définir une= - Snéguentropie Selle qui serait minimale à léquilibre :  Tout système isolé hors déquilibre évolue vers un état déquilibre qui correspond à un minimum de la néguentropie -S.  La néguentropie répond bien à lattente quon en avait : elle joue le rôle, pour un système isolé, de potentiel thermodynamique indiquant, par son minimum, létat déquilibre du système. Elle a cependant un gros défaut : la nécessité de considérer un système isolé ( donc soumis à des transformations internes uniquement ) , ce qui nest guère réalisé en pratique. Il nous faut donc  inventer » de nouveaux potentiels thermodynamiques pour des systèmes non isolés. 