Leçons de niveau 14

Transformations thermodynamiques/Transformations monothermes

Une page de Wikiversité.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche
Début de la boite de navigation du chapitre
Transformations monothermes
Icône de la faculté
Chapitre no 2
Leçon : Transformations thermodynamiques
Chap. préc. :Transformations
fin de la boite de navigation du chapitre
Icon falscher Titel.svg
En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « Transformations thermodynamiques : Transformations monothermes
Transformations thermodynamiques/Transformations monothermes
 », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.
  • Transformation monotherme : Le système est en relation avec un seul réservoir de température.

Système en relation avec un thermostat à la température constante To[modifier | modifier le wikicode]

On a un système ∑ en relation avec un thermostat à température constante To. L'ensemble forme un système total ∑tot isolé.


Transformation monotherme

La transformation se fait entre l'état A qui a une température initiale TA du système ∑ et l'état B qui a une température finale TB du système ∑ = à la température To du thermostat.

Les échanges de chaleur se font entre le système ∑ et la source de chaleur (thermostat avec une température To constante) donc :

Q = - QTo

Si la transformation monotherme est réversible alors le passage d'un état A à un état B se fait sans création d'entropie et la variation d'entropie pour le système est:

ΔS = Q / To

Si la transformation monotherme est irréversible alors le passage d'un état A à un état B se fait avec création d'entropie et la variation d'entropie pour le système est:

ΔS = ( Q / To ) + Scréée

Système avec un thermostat et une source de travail où TA = TB = To[modifier | modifier le wikicode]

On a un système ∑ en relation avec un thermostat à température constante To et une source de travail W. L'ensemble forme un système total ∑tot isolé.

Transformation monotherme avec W


On a ici TA = TB = To

Considérons l'énergie libre F = U – T.S

pour le système ΔF = F(B) – F(A) pour la transformation A --> B est l' énergie utilisable.

Pour le système sur le trajet A --> B on a :

ΔF = ΔU – To.ΔS = W + Q – To.ΔS

pour un trajet isotherme réversible, on a donc

W = ΔF = énergie utilisable = travail maximum

pour un trajet isotherme irréversible, on aura:

W > ΔF

avec la convention du banquier le signe du travail qui sort du système est négatif, soit

- W < travail maximum

On obtient moins de travail dans une transformation monotherme irréversible.