Deuxième principe de la thermodynamique
La deuxième loi de la thermodynamique dit que lorsque l'énergie passe d'une forme à une autre ou que la matière se déplace librement, l'entropie (le désordre) dans un système fermé augmente.
Les différences de température, de pression et de densité ont tendance à s'égaliser horizontalement après un certain temps. En raison de la force de gravité, la densité et la pression ne s'égalisent pas verticalement. La densité et la pression seront plus élevées au bas qu'au haut.
L'entropie est une mesure de la diffusion de la matière et de l'énergie partout où elles ont accès.
La formulation la plus courante de la deuxième loi de la thermodynamique est essentiellement due à Rudolf Clausius :
En d'autres termes, tout essaie de maintenir la même température au fil du temps.
Il existe de nombreux énoncés de la deuxième loi qui utilisent des termes différents, mais qui ont tous la même signification. Une autre déclaration de Clausius est la suivante :
La chaleur ne peut pas en soi passer d'un corps froid à un corps chaud.
Une déclaration équivalente de Lord Kelvin l'est :
Une transformation dont le seul résultat final est de convertir en travail la chaleur extraite d'une source à température constante est impossible.
La deuxième loi ne s'applique qu'aux grands systèmes. La seconde loi concerne le comportement probable d'un système où aucune énergie ou matière n'entre ou ne sort. Plus le système est grand, plus la deuxième loi est probable.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que la deuxième loi de la thermodynamique ?
R : La deuxième loi de la thermodynamique stipule que lorsque l'énergie passe d'une forme à une autre ou que la matière se déplace librement, l'entropie (le désordre) d'un système fermé augmente.
Q : Qu'est-ce qui tend à s'égaliser horizontalement avec le temps ?
R : Les différences de température, de pression et de densité ont tendance à s'équilibrer horizontalement au bout d'un certain temps.
Q : Pourquoi la densité et la pression ne s'équilibrent-elles pas verticalement ?
R : En raison de la force de gravité, la densité et la pression ne s'équilibrent pas verticalement. La densité et la pression seront plus élevées en bas qu'en haut.
Q : Qu'est-ce que l'entropie ?
R : L'entropie est une mesure de la propagation de la matière et de l'énergie partout où elles ont accès.
Q : Quelle est la formulation la plus courante de la deuxième loi de la thermodynamique ?
R : La formulation la plus courante de la deuxième loi de la thermodynamique est essentiellement due à Rudolf Clausius : tout essaie de maintenir la même température au fil du temps.
Q : Quelle est une autre déclaration de Clausius concernant la deuxième loi de la thermodynamique ?
R : Une autre affirmation de Clausius est que la chaleur ne peut en soi passer d'un corps froid à un corps chaud.
Q : À quel type de système la deuxième loi de la thermodynamique s'applique-t-elle ?
R : La deuxième loi de la thermodynamique ne s'applique qu'aux grands systèmes, dans lesquels aucune énergie ou matière n'entre ou ne sort. Plus le système est grand, plus la deuxième loi a de chances de s'appliquer.
