Thermodynamique des surfaces/Grandeurs caractéristiques

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La thermodynamique s’intéresse aux différents échanges d'énergies qui se produisent dans un système. Ces types d'énergie seront mécanique, thermique, chimique, électrique, magnétique, etc ...

Tous ces modes d'énergie sont caractérisés par des couples de paramètres intensif/extensifs tels que:

mode d'énergie - couples conjugués

thermique - (T,S)

mécanique - (-P,V) ou (F,l)

chimique - (µ,n)

etc ...

où T est la température, S l'entropie, P la pression, V le volume, F la force, l la longueur, µ le potentiel chimique, n le nombre de moles, ...

Pour l'énergie superficielle, le couple conjugué intensif/extensif est ($\gamma ,\Sigma$) et l'énergie de surface est donc de la forme:

$E_{superf}=\gamma \Sigma$

et

$dE_{superf}=\gamma d\Sigma$

où $\gamma$ est la tension superficielle (paramètre intensif) et $\Sigma$ la surface (paramètre extensif).

L'énergie U du système est alors par l'écriture d'Euler:

U = E_thermique + E_mécanique + E_chim + E_superf + E_électrique + E_magnétique + ...

$U=TS-PV+\mu n+\gamma \Sigma +....$

et

$dU=T.dS-P.dV+\mu .dn+\gamma .d\Sigma +....$