V Entropie et deuxième principe de la thermodynamique ○ Necessité Transformation réversibles gaz parfait ∆S Adiabatique 0 Isocore Isobare Isotherme
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[PDF] Entropie et deuxième principe de la thermodynamique
V Entropie et deuxième principe de la thermodynamique ○ Necessité La variation d'entropie est donnée par : 1 er c) Transformation isobare : Q=nc p
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V Entropie et deuxième principe de la thermodynamique ○ Necessité Transformation réversibles gaz parfait ∆S Adiabatique 0 Isocore Isobare Isotherme
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Variation d'enthalpie : dH = nCpdT Variation d'entropie : dS = δQ/T Evolutions isobare et isochore Dans une évolution isobare la pression reste constante
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thermodynamique, les notions et les différentes expressions de l'entropie, ainsi qu'une 26 II 9 2 Transformation isobare (à pression constante )
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L'entropie S a les dimensions d'une énergie divisée par une température [S] = J K− La transformation étant isobare Q = ∆H = h2(T) − h1(T) = ∆h1→2(T) La
[PDF] Chapitre VIII Les diagrammes thermodynamiques
VIII 1 1 Représentation des isobares et isochores : VIII 1 2 Isobare (P=cte) P v + diagramme de Clapeyron et celle mesurée sur le diagramme entropique
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IV Transformation isobare, enthalpie Une transformation à pression constante est dite isobare Il faut supposer que le système est initialement en équilibre de
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I - RAPPEL SUR LES BILANS ÉNERGÉTIQUE ET ENTROPIQUE et isobare où à chaque instant la température et la pression du système sont identiques à
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Coefficient de dilatation isobare : transformation isobare (P=cte), il existe une relation La production d'entropie Sp d'un système thermodynamique est: Sp≥ 0
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Thermodynamique Cours 8 V. Entropie et deuxième principe de la thermodynamiqueNecessité d'une nouvelle variable et d'un nouveau principe.Entropie, S: définition.S: examen microscopique.Deuxième principe de la thermodynamique.DS dans des transformations reversibles d'un gaz parfait.DS lors d'une transformation irréversible : détente de Joules- Gay Lussac. Potentiels thermodynamiques.(IV. Propriétés spécifiques) VI. Machines thermiques
Entropie : Résumé des cours précedents L'entropie est une grandeur extensive qui mesure le désordre (moléculaire, mais aussi n'importe quel désordre). L'entropie d'un système est donnée par S= k ln W
(en général difficile à évaluer)Variation d'entropie (plus facile à évaluer) : dS=Q
TTransformation réversibles gaz parfait DSAdiabatique 0
IsocoreIsobareIsotherme
nR -1lnTf Ti nR -1lnTf Ti nRlnVf Vi S=Scréée≥0Séchangée Le deuxième principe nous dit que l'entropie d'un système isolé doit toujours augmenter ou à la limite elle peut rester constante pour une transformation réversible. Dans une transformation élémentaire réversible :
Gaz parfait subissant une transformation réversible.Calcul général de la variation d'entropiepartant de la rélationQ=dU-dWon peut écrire :
Q=ncvdTpdV (a)Ceci nous permet d'exprimer dS en fonction des variations (T,V), (T,p) ou (p,V) :
adS=ncv dTTnRdV
V=nR1
-1 dTTdV
V1
bdS=ncp dTT-nRdp
p=nR -1 dT T-dp p2 cdS=nRcvR1dV
Vcv
R dp p=nR -1dVVdp
p3 Q=ncpdT-Vdp (b) avec cv=cp-R et dpV=pdVVdp=nRdT Q=cvRdpVpdV (c)
Gaz parfait subissant une transformation réversible. Calcul général de la variation d'entropieRemarque : dS=nR -1dlnTV-1 Si la transformation est adiabatiquedS=0 TV-1=cte Le même raisonnement sur (2) et (3) donne pour une transformation adiabatique:TP1 -=cteetPV=cte
dS=ncv dTTnRdV
V=nR1
-1 dTTdV
V1
Exemple de transformation irréversible:
détente de Joule - Gay-Lussac Deux compartiments identiques avec des parois adiabatiques Gaz supposé parfaitT
n molesTi PiV0V0Parois adiabatiquesU=0 gaz parfaitTf=Tin molesTf PfT
dS=ncv dTTnRdV
VS=nRlnVf
Vi=nRln2 0L'entropie est une variable d'état : sa valeur ne dépend pas du cheminthermodynamique. Donc, sa variation ne dépend que de l'état initial et final du système.DS >0, donc, la détenteest bien irréversible
Potentiels thermodynamiques Nous pouvons faire un choix de fonctions qui s'expriment en fonction des évolutions de 2 variables thermodynamiques. Ces différentes fonctions sont appellées potentiels thermodynamiques.Energie interne : U=fS,VdU=TdS-pdV
Enthalpie : H=UpVdH=dUdpV dH=TdSVdpH=fS,pAutres potentiels thermodynamiques : Energie libre F≡U-TSdF=-SdT-pdVF=fT,V ou potentiel d'Helmholtz de Gibbs Potentiels thermodynamiquesEnergie interne : dU=TdS-pdVEnthalpie : dH=TdSVdp H=UpV
Energie libre : dF=-SdT-pdVF=U-TS
ou potentiel d'HelmholtzEnthalpie de Gibbs :dG=SdTVdpG=U-TSPV
Nombreux appereils peuvent être décrits par la thermodynamique : moteurs à essence et diesel, les réfrigérateurs, les pompes à claleur, les centrales électriques, les usines d'incinération...Une machine thermique est constituée :- D'un système (M, moteur) qui décrit un chemin thermodynamique.- Des réservoirs de travail ou de chaleur (thermostats) en contact avec luiMoteur(M)W
1 W nQnQ1Une machine thermique, comme tout autre système, doit vérifier le premier et le deuxième principe de la thermodynamiqueMachines thermiquesSmachine th≥0 avecSmachine th=SmoteurSéchangéeScréée
Smachine th=Scréée≥0Obtention de Travail : moteurs cycliquesPremier principe (conservation de l'énergie) : on doit fournir de la chaleur pour obtenir du travailDeuxième principe : (Kelvin) Il faut au moins une deuxième source de chaleur (il y a de pertes)Avec une différence fondamentale du point de vue thermodynamique...Moteur d'une PorscheMoteur d'une navette spatialeDeux examples de moteurs :Le travail estobtenu cycliquementLe travail n'est pasobtenu cycliquementNotre intérêt portera sur les motéurs suivant un cycle de transformations:l'état initial et final du cycle sont les mêmes.Cycle : état initial = état finalUmoteur=0 Smoteur=0
SiSmachine=Scréée=0 Cycle Réversible(parfois on écrit: Scycle=0) SiSmachine=Scréée0 Cycle Irréversible(parfois on écrit: Scycle0) Finquotesdbs_dbs35.pdfusesText_40