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Équilibre thermodynamique

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Description

Cette séance de cours explore le concept d'entropie, expliquant la différence entre les macro-états et les micro-états dans les systèmes thermodynamiques. Il couvre le calcul des multiplicités pour les solides idéaux, l'émergence de l'équilibre thermodynamique et la deuxième loi de la thermodynamique. L'instructeur explore la distribution de l'énergie, l'additivité de l'entropie et la fonction d'état étendue. En outre, des exemples illustrent comment l'entropie change dans divers scénarios, en soulignant la loi fondamentale que l'entropie totale d'un système fermé tend à augmenter. La séance de cours conclut en discutant des fluctuations autour du macro-état le plus probable et de la convergence des distributions vers une Gaussienne dans les grands systèmes.

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Proximité ontologique

Physique

Thermodynamique: Statistical mechanics

Concepts associés (32)

Entropie (thermodynamique)

L'entropie est une grandeur physique qui caractérise le degré de désorganisation d'un système. Introduite en 1865 par Rudolf Clausius, elle est nommée à partir du grec , littéralement « action de se retourner » pris au sens de « action de se transformer ». En thermodynamique, l'entropie est une fonction d'état extensive (c'est-à-dire, proportionnelle à la quantité de matière dans le système considéré). Elle est généralement notée , et dans le Système international d'unités elle s'exprime en joules par kelvin ().

Thermodynamique hors équilibre

La thermodynamique hors équilibre est le domaine de recherche étudiant les phénomènes de relaxation et de transport au voisinage de l'équilibre thermodynamique. Il s'agit là de phénomènes dissipatifs donc irréversibles, liés à une augmentation de l'entropie. Les méthodes présentées ici relèvent de la thermodynamique proprement dite, qui permet de donner les lois caractérisant un phénomène.

Deuxième principe de la thermodynamique

Le deuxième principe de la thermodynamique (également connu sous le nom de deuxième loi de la thermodynamique ou principe de Carnot) établit l'irréversibilité des phénomènes physiques, en particulier lors des échanges thermiques. C'est un principe d'évolution qui fut énoncé pour la première fois par Sadi Carnot en 1824. Il a depuis fait l'objet de nombreuses généralisations et formulations successives par Clapeyron (1834), Clausius (1850), Lord Kelvin, Ludwig Boltzmann en 1873 et Max Planck (voir Histoire de la thermodynamique et de la mécanique statistique), tout au long du et au-delà jusqu'à nos jours.

Équilibre thermodynamique

vignette|200px|Exemple d'équilibre thermodynamique de deux systèmes, en l'occurrence deux phases : l'équilibre liquide-vapeur du brome. En thermodynamique, un équilibre thermodynamique correspond à l'état d'un système ne subissant aucune évolution à l'échelle macroscopique. Les grandeurs intensives caractérisant ce système (notamment la pression, la température et les potentiels chimiques) sont alors homogènes dans l'espace et constantes dans le temps.

Entropie de Rényi

L'entropie de Rényi, due à Alfréd Rényi, est une fonction mathématique qui correspond à la quantité d'information contenue dans la probabilité de collision d'une variable aléatoire. Étant donnés une variable aléatoire discrète à valeurs possibles , ainsi qu'un paramètre réel strictement positif et différent de 1, l' entropie de Rényi d'ordre de est définie par la formule : L'entropie de Rényi généralise d'autres acceptions de la notion d'entropie, qui correspondent chacune à des valeurs particulières de .

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L'entropie et la deuxième loi de la thermodynamique

Discute de l'entropie et de la deuxième loi de la thermodynamique, en se concentrant sur les processus réversibles et leurs implications dans les systèmes thermodynamiques.

L’entropie et son rôle en thermodynamique

Explore le concept d'entropie et sa signification en thermodynamique.

Transitions de phase : comprendre la stabilité thermodynamique

Explore les transitions de phase en thermodynamique, en se concentrant sur les critères de stabilité et les applications du monde réel.

Deuxième principe : l’entropie

Explore le deuxième principe de la thermodynamique, en mettant l'accent sur le rôle de l'entropie dans l'évolution et l'équilibre du système.

Entropie : chaleur et processus

Explore l'entropie, le transfert de chaleur, la friction et la conversion de puissance mécanique dans divers systèmes.

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