Chimie illimitée

les trois lois de la thermodynamique

les lois de la thermodynamique définissent les grandeurs physiques fondamentales (température, énergie et entropie) qui caractérisent les systèmes thermodynamiques.

système ou Environnement

afin d’éviter toute confusion, les scientifiques discutent des valeurs thermodynamiques en référence à un système et à son environnement. Tout ce qui ne fait pas partie du système constitue son environnement. Le système et les environs sont séparés par une frontière. Par exemple, si le système est une mole d’un gaz dans un récipient, puis la limite est simplement la paroi intérieure du récipient lui-même. Tout ce qui se trouve en dehors de la frontière est considéré comme l’environnement, ce qui inclurait le conteneur lui-même.,

la frontière doit être clairement définie, de sorte que l’on peut dire clairement si une partie donnée du monde est dans le système ou dans l’environnement. Si la matière ne peut pas traverser la frontière, alors le système est dit fermé; sinon, il est ouvert. Un système fermé peut encore échanger de l’énergie avec l’environnement à moins que le système ne soit isolé, auquel cas ni la matière ni l’énergie ne peuvent traverser la frontière.,

un système thermodynamique: un schéma d’un système thermodynamique

la première loi de la thermodynamique

la première loi de la thermodynamique, également connue sous le nom de loi de Conservation de L’énergie, stipule que ne peut être transféré ou modifié que d’un formulaire à un autre. Par exemple, allumer une lumière semble produire de l’énergie; cependant, c’est l’énergie électrique qui est convertie.,

Une façon d’exprimer la première loi de la thermodynamique est que toute modification de l’énergie interne (∆E) d’un système est donnée par la somme de la chaleur (q) qui traverse ses limites et du travail (w) effectué sur le système par l’environnement:

\Delta \text{E} = \text{q} + \text{w}

cette loi dit qu’il existe deux types de processus, la chaleur et le travail, qui peuvent conduire à une modification de l’énergie interne d’un système., Étant donné que la chaleur et le travail peuvent être mesurés et quantifiés, cela revient à dire que tout changement dans l’énergie d’un système doit entraîner un changement correspondant dans l’énergie de l’environnement extérieur au système. En d’autres termes, l’énergie ne peut être créée ou détruite. Si les flux de chaleur dans un système ou les environs fonctionnent, l’énergie interne augmente et le signe de q et w est positif. Inversement, le flux de chaleur hors du système ou le travail effectué par le système (sur l’environnement) se fera au détriment de l’énergie interne, et q et w seront donc négatifs.,

La Seconde Loi de la Thermodynamique

La seconde loi de la thermodynamique dit que l’entropie de tout système isolé augmente toujours. Les systèmes isolés évoluent spontanément vers l’équilibre thermique—l’état d’entropie maximale du système. Plus simplement: l’entropie de l’univers (l’ultime système isolé) n’augmente et diminue jamais.

Une façon simple de penser à la deuxième loi de la thermodynamique est qu’une pièce, si elle n’est pas nettoyée et rangée, deviendra invariablement plus désordonnée et désordonnée avec le temps – peu importe à quel point on est prudent de la garder propre., Lorsque la chambre est nettoyée, son entropie diminue, mais l’effort pour nettoyer, elle a entraîné une augmentation de l’entropie à l’extérieur de la pièce qui dépasse l’entropie perdu.

La Troisième Loi de la Thermodynamique

La troisième loi de la thermodynamique stipule que l’entropie d’un système à l’approche d’une valeur constante de la température approches du zéro absolu. L’entropie d’un système à zéro absolu est typiquement nulle, et dans tous les cas n’est déterminée que par le nombre d’états fondamentaux différents qu’il possède., Plus précisément, l’entropie d’une substance cristalline pure (ordre parfait) à la température nulle absolue est nulle. Cette affirmation est vraie si le cristal parfait n’a qu’un seul état avec une énergie minimale.