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ENTROPIE

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La notion d'entropie est née au plein milieu du xix^e siècle. La théorie de la chaleur qui avait alors cours – celle du « fluide calorique » qu'avait développée Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) – était fondée sur une hypothèse de conservation de la chaleur. Cette « loi » supposée impliquait, entre autres conséquences, que la chaleur contenue dans un corps isolé (dont tout échange avec l'extérieur est interdit) était invariable. Benjamin Thompson (1753-1814) montra pourtant, expérimentalement, que la chaleur ne se conserve pas. Devant le vide théorique ainsi créé, Rudolf Clausius (1822-1888), William Rankine (1820-1872) et William Thomson, lord Kelvin (1824-1907), cherchèrent, indépendamment les uns des autres, s'il pouvait exister une autre grandeur, apparentée à la chaleur, qui se conserverait. Ils étaient guidés en cela par les idées que Sadi Carnot (1796-1832) avait exposées dans un mémoire prémonitoire, La Puissance motrice du feu (1824). Le résultat de ces recherches fut l'invention de l'entropie (1854). Ce nom vient d'un mot grec, entropê, qui signifie « retour ».

1. La variation d'entropie

La variation d'entropie entre deux états d'un système thermodynamique se calcule à partir d'une transformation réversible (Carnot disait « idéale ») qui joint ces deux états. Supposons que, au cours de cette transformation, le système soit mis en contact avec plusieurs sources de chaleur, de températures absolues T₁, T₂,..., qui lui fournissent les quantités de chaleur (algébriques) Q₁, Q₂,... respectivement. La variation d'entropie ΔS entre les deux états considérés est la somme des quotients Q₁/T₁, Q₂/T₂,... associés aux diverses sources : ΔS = Q₁/T₁+ Q₂/T₂+... (transformation réversible).

Mais Clausius eut une intuition qui allait s'avérer primordiale. Partant du fait, qu'il avait élevé au rang de principe, que la chaleur ne s'écoule jamais d'un corps plus froid vers un corps plus chaud, il proposa que l'égalité précédente devînt, pour les transformations réelles, une inégalité, qui porte depuis le nom de Claus […]

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BIOÉNERGÉTIQUE: Écrit par : Pierre KAMOUN, Paul MAZLIAK, Alexis MOYSE, Jacques TONNELAT, Universalis
Dans le chapitre "Thermodynamique et bioénergétique" : … , partie en chaleur. Le second principe, ou principe de l'augmentation de l'*entropie, peut être énoncé de différentes façons, suivant le domaine auquel on l'applique. En bioénergétique, l'énoncé statistique est le plus commode. Un même état macroscopique observable correspond à un très grand nombre d'états… Lire la suite
BOLTZMANN LUDWIG (1844-1906): Écrit par : Pierre COSTABEL
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CLAUSIUS RUDOLF (1822-1888): Écrit par : Robert FOX
Dans le chapitre "L'entropie" : … poussant plus avant les vues exprimées dès 1850, proposa le premier énoncé clair du concept de *l'entropie. Il cherchait à mesurer l'aptitude de l'énergie calorifique de n'importe quel système réel non idéal à fournir du travail. Dans le cas de la conduction thermique le long d'un barreau solide, par exemple, la chaleur passe de l'extrémité… Lire la suite
ÉNERGIE - La notion: Écrit par : Julien BOK
Dans le chapitre "Les principes de la thermodynamique" : … thermodynamique d'énergie donnée a la même probabilité d'être réalisée : principe microcanonique. *L'état macroscopique qui est le plus probable est celui qui correspond au nombre maximal Ω de configurations microscopiques possibles. On définit l'entropie comme S = k lg Ω, où k est une constante. Un système isolé évolue donc vers… Lire la suite
HASARD & NÉCESSITÉ: Écrit par : Ilya PRIGOGINE, Isabelle STENGERS, Universalis
Dans le chapitre "De Boltzmann à Von Neumann" : … (I. Prigogine et I. Stengers, 1988), c'est-à-dire de montrer que l'évolution irréversible, à *entropie croissante, vers l'équilibre thermodynamique si elle n'avait pas de sens en ce qui concerne une particule individuelle, pouvait prendre un sens objectif pour une population de particules régies par des lois dynamiques. C'est dans le cadre d'… Lire la suite
IRRÉVERSIBILITÉ: Écrit par : Radu BALESCU
Dans le chapitre "L'irréversibilité en thermodynamique, conséquence du deuxième principe" : … Il se formule comme un bilan de la variation d'une fonction d'état du système, appelée *l'entropie, communément désignée par la lettre S. La variation dS de l'entropie au cours d'une transformation du système peut toujours se décomposer en deux parties : la variation deS due à l'échange d'énergie et de… Lire la suite
LIAISONS CHIMIQUES - Liaisons biochimiques faibles: Écrit par : Antoine DANCHIN
Dans le chapitre "Morphogenèse des macromolécules et de leurs associations" : … majeur dans la morphogenèse et, plus exactement (contrairement à l'idée répandue mais fausse que l'*entropie est associée au désordre), que c'est une augmentation d'entropie qui est le plus souvent associée à la genèse de la forme des macromolécules biologiques. Ce sont des interactions faibles qui déterminent alors la stabilité… Lire la suite
MATIÈRE (physique) - État gazeux: Écrit par : Henri DUBOST, Jean-Marie FLAUD
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MÉTAMORPHISME: Écrit par : Christian NICOLLET
Dans le chapitre "Pourquoi les roches recristallisent-elles ? " : … de ΔQ et ΔT et par voie de conséquence le rapport ΔQ/ΔT est positif. Ce rapport mesure la variation *d'entropie ΔS entre l'entropie de la roche « chaude » et celle de la roche « froide ». Si ΔS est positif, c'est que l'entropie de la roche chaude est plus grande que celle de la roche froide. L'entropie représente le nombre de façons dont les… Lire la suite
NÉGUENTROPIE: Écrit par : Alain DELAUNAY
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PRIGOGINE ILYA (1917-2003): Écrit par : Isabelle STENGERS, Universalis
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SMITHSON ROBERT (1938-1973): Écrit par : Erik VERHAGEN
Dans le chapitre "Une esthétique de l'entropie" : … L'essai *Entropy and the New Monuments (L'Entropie et les nouveaux monuments), publié dans la revue Artforum de juin 1966, est le fruit de diverses excursions entreprises cette fois-ci avec Carl Andre, Michael Heizer, Robert Morris et Claes Oldenburg dans des sites industriels désaffectés. L'essai de Smithson fait l'éloge des… Lire la suite
STATISTIQUE MÉCANIQUE: Écrit par : Berni J. ALDER, Bernard JANCOVICI
Dans le chapitre "Entropie statistique et thermodynamique" : … *La mécanique statistique donne un fondement microscopique à l'entropie S, par la formule de Boltzmann : où S est l'entropie, k = 1,380 44 × 10^-16 erg/K, la constante de Boltzmann, et W le nombre des états microscopiques accessibles au système pour un état macroscopique donné. En mécanique statistique quantique… Lire la suite
STATISTIQUE THERMODYNAMIQUE: Écrit par : Alkiviadis GRECOS
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STRUCTURE DISSIPATIVE: Écrit par : Isabelle STENGERS
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SYSTÈMES OUVERTS, thermodynamique: Écrit par : Paul GLANSDORFF
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TEMPS: Écrit par : Hervé BARREAU, Olivier COSTA DE BEAUREGARD
Dans le chapitre "Irréversibilité du temps physique" : … ferait sortir les mobiles du repos dans des directions et avec des vitesses imprévisibles. *Vers la même époque, Boltzmann, imaginant l'ensemble de l'Univers comme temporellement symétrique avec des régions C à entropie croissante et des régions D à entropie décroissante (ce qui, incidemment, n'est pensable que dans un contexte de « temps… Lire la suite
THERMODYNAMIQUE - Lois fondamentales: Écrit par : Paul GLANSDORFF, Ilya PRIGOGINE
Dans le chapitre "Le second principe" : … où S2 − S1 désigne l'accroissement d'une fonction d'état du système dénommée *entropie (en grec évolution). Le raisonnement suivi est le même que pour l'introduction de l'énergie comme fonction d'état dans l'équation (1). Dans les deux cas, la grandeur introduite n'est définie que par ses accroissements, c'… Lire la suite
THERMODYNAMIQUE - Thermodynamique chimique: Écrit par : Pierre SOUCHAY
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THERMODYNAMIQUE - Thermodynamique technique: Écrit par : Paul GLANSDORFF
Dans le chapitre "Diagrammes d'état. Cycles et pseudocycles usuels" : … l'usage des méthodes graphiques dans cette discipline. Sous ce rapport, le diagramme température-*entropie, appelé aussi diagramme entropique ou diagramme (T, S), mérite quelques commentaires. Ainsi que le montre la figure, le cycle réversible de Carnot qui assure le rendement optimum d'une machine fonctionnant entre deux températures données T… Lire la suite
THERMODYNAMIQUE - Processus irréversibles linéaires: Écrit par : Jacques CHANU
… irréversible de la matière. Cette tâche fut accomplie dès qu'on sut calculer la « production *d'entropie locale » ou volumique, σ ou source d'entropie puisque la production d'entropie P, pour un volume V est donnée par : Au voisinage de l'équilibre où Ji = 0 et où Xi = 0 (cf.… Lire la suite
THERMODYNAMIQUE - Processus irréversibles non linéaires: Écrit par : Agnès BABLOYANTZ, Paul GLANSDORFF, Albert GOLDBETER, Grégoire NICOLIS, Ilya PRIGOGINE
Dans le chapitre "Critères d'évolution et de stabilité" : … *Après décomposition de la production d'entropie dP en deux termes, sous la forme : avec : on établit que le terme dXP possède un signe défini, soit dXP ≤ 0, le signe d'égalité se rapportant à l'état stationnaire. Ce critère exprime d'ailleurs une généralisation du théorème du minimum de production d'… Lire la suite
THERMODYNAMIQUE (notions de base): Écrit par : Bernard DIU
Dans le chapitre "Le deuxième principe" : … introduisit une nouvelle fonction d'état (semblable sur ce point à l'énergie interne), qu'il nomma *entropie (cf. entropie), traditionnellement notée S. Mais l'intuition géniale de Clausius fut d'examiner aussi les processus irréversibles (non idéaux, par conséquent). Il démontra alors que si, dans une transformation irréversible… Lire la suite

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