Entropie

Selon la deuxième loi de la thermodynamique, le travail est converti en chaleur, et l’inverser complètement est impossible, même pour un gaz parfait subissant des processus réversibles. Ainsi, les processus naturels sont directionnels.

Dans le moteur Carnot, qui est constitué de procédés réversibles, le rapport entre la chaleur échangée et la température des réservoirs de chaleur est constant. Ce rapport est défini comme la variation d’une nouvelle grandeur physique, l’entropie, représentée par le symbole S.

Lorsqu’un processus réversible n’est pas isotherme, il peut être considéré comme autant de processus isothermes infinitésimaux à différentes températures. Ensuite, la variation d’entropie est la somme du rapport delta-Q par T à chaque étape. Lorsque la limite de delta-Q tend vers zéro, la variation d’entropie est donnée par une intégrale.

À des températures plus élevées, les constituants de n’importe quelle substance sont en plus grand désordre. Lorsqu’une substance froide absorbe de la chaleur, ses constituants deviennent plus désordonnés. Pour une substance chaude, la modification du caractère aléatoire de ses constituants est mineure. Ainsi, le changement d’entropie quantifie l’augmentation du désordre d’un système.