- La Température. Variable d’état
- La Pression. (immatériel, impalpable)
Lorsque un système échange de
- La Quantité de matière.
l’énergie avec le milieu extérieur,
- L’énergie interne (U) Fonctions d’états les énergies cédées seront
- L’entropie (S)
- L’enthalpie (H) ou enthalpie libre (G) comptées négativement
Un système à l’équilibre thermodynamique dépend de l’état initial et de l’état final.
→ L’état du système ne change pas sans perturbation de l’environnement.
Les processus d’échanges (réversibles ou non!) : Lorsque les variables d’états du
systèmes sont égales à celle du milieu
- Cyclique : État initial = État final extérieur, le système est à l’équilibre
- Isotherme : Température = constante. thermodynamique.
- Isobare : Pression = constante.
- Isochore : Volume = constant.
- Adiabatique : Environnement fermé, sans échange de chaleur avec l’extérieur.
1er principe de Thermodynamique : Conservation de l’énergie globale du système :
Énergie du système = U. E = Etrans + Erot + Evib + Eliaison
U = Q + W avec Q la chaleur et W le travail. (W = -P.V)
→ Si le système est fermé, il n’y a pas de transfert de matière. Donc, tout transfert qui
n’est pas du travail provient de la chaleur (la chaleur n’est pas la température, c’est
une énergie).
Lors d’un transfert d’énergie entre système et milieu ext :
dU = δQ + δW
→ Dépendent de l’état initial et de l’état final.
Notion d’entropie :
C’est une transformation spontanée de l’état 1 vers l’état 2 de la matière.
Elle implique une réduction de la qualité de l’énergie (la chaleur notée Q).
Le premier principe montre une équivalence entre le travail W et la chaleur Q.
Dans quel sens une transformation se produira-t-elle spontanément ?
Entropie (S) : Portion d’énergie non disponible pour le travail.
δ Qrev
Lors d’une transformation spontanée réversible : ΔS = À T = cst
T
La variation d’entropie est donc inversement proportionnelle à la température du système.
,2ème principe de Thermodynamique :
Au cours d’une transformation spontanée et monotherme (échange de chaleur avec une
seule source dont la température ne varie pas), la variation d’entropie du système est
supérieure au terme dû à l’échange de chaleur.
δQ à T° constante Inégalité de Clausius
dS > ←⎯→ δQ − T .dS
<0
T
Fin Cours 10/09/12
Au cours d’une transformation spontanée, l’entropie varie :
δ Qirrev δ Qirrev
ΔSsystème = +Scréation ΔSsystème > inégalité de Clausius
T T
Échange de désordre et création d’entropie.
Exemple du second principe en biologie :
La contraction musculaire = conversion de l’énergie chimique (hydrolyse de l’ATP) en
énergie mécanique + chaleur pour la régulation de la température.
Notion d’enthalpie :
Soit un système qui se transforme à Pression constante, (T et V variables)
1er principe thermodynamique :
, → dQP = dUP - dWP ⇄ dQP = dUP +P.dV
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