Leçons de niveau 16

Notions de thermodynamique des processus irréversibles/Relations de Onsager

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Relations de Onsager
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Chapitre no 3
Leçon : Notions de thermodynamique des processus irréversibles
Chap. préc. :Processus purs
Chap. suiv. :Lois phénoménologiques
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On a vu pour les processus purs qu'un flux est provoqué par l’existence d'une force généralisée .

On va à présent considérer des processus thermodynamiques hors équilibre où des effets sont liés ( on dit aussi couplés ). Dans un premier temps, on va se placer dans le cas où le déséquilibre est suffisamment petit pour être dans le domaine linéaire. On peut alors dans ces conditions faire les approximations suivantes:

Axiome de linéarité
Les coefficients Li,j sont les coefficients phénoménologiques, J le flux et F la force.

Les relations de réciprocité d'Onsager relient les flux et les forces pour des systèmes hors de l'équilibre global, mais suffisamment proche de celui-ci pour être régis par une certaine forme d'équilibre local :

Relations de réciprocité de Onsager

Onsager a montré en 1931 que les coefficients Li,j sont symétriques:


Li,j = Lj,i



Couplages thermoélectriques[modifier | modifier le wikicode]

Si on a un couplage entre la chaleur et l'électricité, on aura alors des phénomènes thermoélectriques comme l' effet Peltier, l' effet Seebeck, ....

  • L'effet Peltier (aussi appelé effet thermoélectrique) est un phénomène physique de déplacement de chaleur en présence d'un courant électrique. L'effet se produit dans des matériaux conducteurs1 de natures différentes liés par des jonctions (contacts). L'une des jonctions se refroidit alors légèrement, pendant que l'autre se réchauffe. Cet effet a été découvert en 1834 par le physicien Jean-Charles Peltier.
  • L'effet Seebeck = une différence de potentiel apparaît à la jonction de deux matériaux soumis à une différence de température. L’utilisation la plus connue de l’effet Seebeck est la mesure de température à l’aide de thermocouples.

L'effet Seebeck[modifier | modifier le wikicode]

L'effet Peltier[modifier | modifier le wikicode]

Thermodiffusion[modifier | modifier le wikicode]

Ici, une contrainte thermique va provoquer un flux de chaleur qui par couplage va faire un flux de matière temporaire dans la même direction.



avec L12 = L21


Exercices[modifier | modifier le wikicode]

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