21.12
La deuxième loi de la thermodynamique peut être énoncée via la grandeur physique, l’entropie. Il affirme que dans tout processus irréversible, l’univers devient plus désordonné.
Considérons un gaz parfait de 'n' moles subissant une expansion libre adiabatique, qui est un processus irréversible. L’entropie étant une fonction d’état, sa variation au cours de ce processus peut être calculée en considérant un processus réversible avec les mêmes états initial et final.
Ce processus réversible peut être assimilé à une dilatation isotherme.
La variation totale de l’entropie dépend du rapport des volumes de gaz avant et après l’expansion. Ici, 'n' est la quantité de gaz et R, la constante de gaz.
Comme l’environnement n’échange pas de chaleur avec le gaz, son entropie reste constante. Par conséquent, l'entropie totale de l'univers a augmenté.
L’état de chaque molécule de gaz, décrit par sa position et sa vitesse, constitue le micro-état.
Un plus grand volume de gaz implique plus de possibilités de ces coordonnées pour chaque molécule, d’où un système plus désordonné. Ainsi, l’entropie quantifie le désordre.
La deuxième loi de la thermodynamique peut être exprimée quantitativement en utilisant le concept d'entropie. L'entropie est la mesure du désordre du…
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