Entropies absolues et la troisième loi de la thermodynamique

L’entropie est unique parmi les fonctions d’état car elle possède une valeur absolue et mesurable.

Nous définissons cette valeur par la relation de Boltzmann : l’entropie absolue est proportionnelle au logarithme naturel du nombre de microétats possibles, ou arrangements de particules.

Lorsqu’un récipient rempli de gaz se dilate, un volume plus important permet des niveaux d’énergie plus rapprochés, qui se remplissent même à la même température. Cela augmente le nombre total de micro-états accessibles, augmentant l’entropie du système.

Au zéro absolu, tout mouvement thermique cesse. Dans un cristal parfaitement ordonné, les atomes s’alignent selon une disposition unique et unique. Comme il n’y a qu’un seul microétat possible, le logarithmique naturel de un est nul, ce qui entraîne une entropie nulle. C’est la troisième loi de la thermodynamique.

Cependant, le « cristal parfait » est un idéal. En réalité, l’entropie résiduelle peut persister même à zéro kelvin. Cela se produit lorsque des molécules peuvent être « figées » dans différentes orientations, comme des molécules de monoxyde de carbone orientées dans des directions aléatoires. Ce trouble persistant signifie que l’entropie reste