thermo_2principe
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Visibilité Visibility: Archive publique
Shortlink : http://ti-pla.net/a6885
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Fichier Nspire généré sur TI-Planet.org.
Compatible OS 3.0 et ultérieurs.
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THERMODYNAMIQUE II : second principe, changement détat& PC DEUXIEME PRINCIPE A tout système thermodynamique est associé une fonction d'état, notée S, appelée entropie. L'entropie dun système est une grandeur extensive qui mesure son désordre.S est une fonction détat. Dans un état déquilibre, S sexprime en fonction des paramètres détat (P, V, T&). La variation de cette fonction entre deux états est donc indépendante de l'évolution suivie dans la transformation d'un état à un autre.Cette variation sécrit : ”S = Se + Sci Se, lentropie échangée est due à des échanges de chaleur ou de matière avec l'extérieur· Sci (notée aussi Si) est la création d'entropie à lintérieur du système. Elle est: 1- nulle pour une évolution réversible 2- positive pour une évolution irréversible 3- négative pour une évolution impossible. Pour un système fermé Se est donné par : Se = +dQ/Tf où TF est la température de la frontière du système par où l'échange de chaleur se fait (cesten général la température dun thermostat). Si un système est isolé :Se = 0 CONSEQUENCES IMPORTANTES L'entropie d'un système isolé, évoluant de manière irréversible, croît jusqu'à l'établissement d'un état d'équilibre. Si cette évolution est réversible, l'entropie de ce système reste constante. Conséquence : lentropie dun système isolé ne peut pas décroître. TRANSFORMATION REVERSIBLE Pour un système fermé au cours d'une transformation réversible : dS = dQrev/T IDENTITES THERMODYNAMIQUES Dans un état déquilibre, S, U, T, P, V& sont des paramètres détat. U peut être considérée comme une fonction de S et V : U(S,V) . Pour un système en équilibre, la température et la pression sont alors données dU = TdS - pdV et egalement dH = TdS + Vdp Gaz parfait dS = n cv dT/T +p dV/T donne S = S0 +nCvln(T/T0)+nRln(V/V0) LOI DE LAPLACE Au cours d'une évolution quasistatique adiabatique dun gaz parfait, on peut écrire à chaque instant la relation : (pV)^³ = cste si ³ = Cp/Cv est constant. Une transformation adiabatique réversible qui est isentropique vérifie donc la loi de Laplace. TRANSFERT THERMIQUE MONOBARE A pression extérieure constante, lévolution est dite monobare donc pf = pi = po et ”H = Q CHANGEMENT DETAT ( ou de phase) DUN CORPS PUR Un corps pur peut exister sous trois phases différentes : solide, liquide, ou vapeur Un système dune seule phase est monophasé. Sil comporte deux phases, il est diphasé. Pour un corps pur sous deux phases en équilibre thermodynamique, la pression et la température déquilibre sont liées par une relation caractéristique du corps pur, que nous noterons pe ( Te). Létat du système est fixé par Te , V et la fraction massique x. ENTHALPIE DE CHANGEMENT DETAT Pour un corps pur qui passe d'une phase (1) à une phase (2), à la température d'équilibre Te, si h est l'enthalpie massique, on définit lenthalpie massique ( éviter lexpression "chaleur latente" ) de changement de phase ou d'état L12 (en J.kg-1) par: L12 = h2(T) - h1(T) TITRES MASSIQUES Pour un mélange diphasique x1= m1/m1+m2 et x2 =1-x1
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THERMODYNAMIQUE II : second principe, changement détat& PC DEUXIEME PRINCIPE A tout système thermodynamique est associé une fonction d'état, notée S, appelée entropie. L'entropie dun système est une grandeur extensive qui mesure son désordre.S est une fonction détat. Dans un état déquilibre, S sexprime en fonction des paramètres détat (P, V, T&). La variation de cette fonction entre deux états est donc indépendante de l'évolution suivie dans la transformation d'un état à un autre.Cette variation sécrit : ”S = Se + Sci Se, lentropie échangée est due à des échanges de chaleur ou de matière avec l'extérieur· Sci (notée aussi Si) est la création d'entropie à lintérieur du système. Elle est: 1- nulle pour une évolution réversible 2- positive pour une évolution irréversible 3- négative pour une évolution impossible. Pour un système fermé Se est donné par : Se = +dQ/Tf où TF est la température de la frontière du système par où l'échange de chaleur se fait (cesten général la température dun thermostat). Si un système est isolé :Se = 0 CONSEQUENCES IMPORTANTES L'entropie d'un système isolé, évoluant de manière irréversible, croît jusqu'à l'établissement d'un état d'équilibre. Si cette évolution est réversible, l'entropie de ce système reste constante. Conséquence : lentropie dun système isolé ne peut pas décroître. TRANSFORMATION REVERSIBLE Pour un système fermé au cours d'une transformation réversible : dS = dQrev/T IDENTITES THERMODYNAMIQUES Dans un état déquilibre, S, U, T, P, V& sont des paramètres détat. U peut être considérée comme une fonction de S et V : U(S,V) . Pour un système en équilibre, la température et la pression sont alors données dU = TdS - pdV et egalement dH = TdS + Vdp Gaz parfait dS = n cv dT/T +p dV/T donne S = S0 +nCvln(T/T0)+nRln(V/V0) LOI DE LAPLACE Au cours d'une évolution quasistatique adiabatique dun gaz parfait, on peut écrire à chaque instant la relation : (pV)^³ = cste si ³ = Cp/Cv est constant. Une transformation adiabatique réversible qui est isentropique vérifie donc la loi de Laplace. TRANSFERT THERMIQUE MONOBARE A pression extérieure constante, lévolution est dite monobare donc pf = pi = po et ”H = Q CHANGEMENT DETAT ( ou de phase) DUN CORPS PUR Un corps pur peut exister sous trois phases différentes : solide, liquide, ou vapeur Un système dune seule phase est monophasé. Sil comporte deux phases, il est diphasé. Pour un corps pur sous deux phases en équilibre thermodynamique, la pression et la température déquilibre sont liées par une relation caractéristique du corps pur, que nous noterons pe ( Te). Létat du système est fixé par Te , V et la fraction massique x. ENTHALPIE DE CHANGEMENT DETAT Pour un corps pur qui passe d'une phase (1) à une phase (2), à la température d'équilibre Te, si h est l'enthalpie massique, on définit lenthalpie massique ( éviter lexpression "chaleur latente" ) de changement de phase ou d'état L12 (en J.kg-1) par: L12 = h2(T) - h1(T) TITRES MASSIQUES Pour un mélange diphasique x1= m1/m1+m2 et x2 =1-x1
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