Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Maison » Deuxième loi de la thermodynamique

Deuxième loi de la thermodynamique

1850
  • Sadi Carnot
  • Rudolf Clausius
  • William Thomson (Lord Kelvin)
Ingénieurs concevant un moteur thermique efficace dans un laboratoire, illustrant les applications de la thermodynamique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La deuxième loi de la thermodynamique introduit le concept d'entropie et définit le sens des processus spontanés. Elle peut être formulée de différentes manières, mais une conséquence essentielle est que l'entropie totale d'un système isolé ne peut jamais diminuer au cours du temps. Cette loi explique la « flèche du temps » et l'irréversibilité de certains processus, comme le transfert spontané de chaleur d'un corps chaud vers un corps froid.

La deuxième loi de la thermodynamique est l'un des principes les plus fondamentaux de la science. L'une de ses premières formulations est l'énoncé de Clausius : « La chaleur ne peut jamais passer d'un corps froid à un corps chaud sans qu'un autre changement, lié à ce transfert, ne se produise simultanément. » Une autre est l'énoncé de Kelvin-Planck : « Il est impossible de concevoir un dispositif fonctionnant cycliquement, dont le seul effet serait d'absorber de l'énergie sous forme de chaleur à partir d'une unique source thermique et de fournir une quantité de travail équivalente. » Ces deux énoncés interdisent les machines à mouvement perpétuel de seconde espèce.

The law’s novelty was the introduction of irreversibility into fundamental physics. While the First Law deals with energy conservation, the Second Law deals with energy quality and its inevitable degradation to less useful forms (waste heat). Ludwig Boltzmann later provided a statistical interpretation, defining entropy ([latex]S[/latex]) as a measure of the number of possible microscopic arrangements (microstates) that correspond to a system’s observed macroscopic state. The formula [latex]S = k_B \ln W[/latex] connects entropy to statistical probability, explaining that systems tend to evolve towards their most probable (highest entropy) state.

UNESCO Nomenclature: 2212
Thermodynamique, physique statistique et matière condensée

Taper

Système abstrait

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Sadi Carnot’s work on the motive power of fire and the ideal heat engine cycle
  • observations de l'inefficacité inhérente des machines à vapeur
  • la compréhension intuitive que la chaleur ne circule pas spontanément du froid vers le chaud
  • développement de la théorie des probabilités et des statistiques par Laplace et autres

Applications

  • conception de moteurs thermiques et de réfrigérateurs performants (efficacité Carnot)
  • génie chimique pour prédire la spontanéité des réactions
  • théorie de l'information, où l'entropie de Shannon est une mesure du contenu informationnel
  • cosmologie (l'hypothèse de la « mort thermique de l'univers »)
  • science des matériaux pour comprendre le désordre et les transitions de phase

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

En raison du trafic généré par les robots de scraping, actuellement supérieur à 40 000 par jour, ce contenu est réservé aux membres de la communauté.
> Connexion < ou > Registre < (100% gratuit) pour y accéder, ainsi qu'à tous les autres contenus et outils à accès restreint.

En lien avec : deuxième loi, entropie, irréversibilité, flèche du temps, machine thermique, énoncé de Clausius, énoncé de Kelvin-Planck, désordre, mécanique statistique, spontanéité.

Contexte historique

Deuxième loi de la thermodynamique

1845
1850
1850
1850
1850
1850
1851
1842
1847
1850
1850
1850
1850
1850
1851

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

Les images en pleine résolution et les téléchargements sont uniquement disponibles, et 100% gratuits, pour les membres inscrits.