THERMODYNAMIQUE

Articles

• THERMODYNAMIQUE - Vue d'ensemble

  • Écrit par Paul GLANSDORFF
  • 1 349 mots
  • 4 médias

  La thermodynamique est une science relativement jeune. Elle a pris naissance au xix^e siècle sous la forme d'une discipline embrassant l'étude de toutes les transformations qui s'accomplissent à notre échelle (phénomènes macroscopiques), c'est-à-dire aussi bien les changements d'états physicochimiques...

• THERMODYNAMIQUE - Histoire

  • Écrit par Arthur BIREMBAUT
  • 8 826 mots
  • 3 médias

  Parmi les multiples formes de l'énergie, la chaleur est celle à laquelle les savants ont mis le plus de temps à donner un statut scientifique. Or toute discipline qui a pour objet l'étude d'une catégorie déterminée de phénomènes ne devient effectivement une science qu'à partir du moment où...

• THERMODYNAMIQUE - Lois fondamentales

  • Écrit par Paul GLANSDORFF, Ilya PRIGOGINE
  • 3 688 mots
  • 5 médias

  Le principe d'équivalence des unités de chaleur et de travail est généralement attribué au médecin allemand J. R. von Mayer, qui l'a formulé pour la première fois en 1842 dans ses Remarques sur les forces inanimées de la nature. Mais on doit aussi associer à la même découverte...

• THERMODYNAMIQUE - Thermodynamique chimique

  • Écrit par Pierre SOUCHAY
  • 7 192 mots
  • 3 médias

  On peut dire qu'au milieu du xix^e siècle les bases fondamentales de la thermodynamique classique et de la théorie de l'énergie étaient établies grâce aux travaux de V. Hess, S. Carnot, J. R. von Mayer, J. P. Joule, R. J. E. Clausius, lord Kelvin. Les lois ainsi mises au jour contribuèrent puissamment...

• THERMODYNAMIQUE - Thermodynamique technique

  • Écrit par Paul GLANSDORFF
  • 2 497 mots
  • 3 médias

  La thermodynamique technique applique les premier et second principes aux machines thermiques. La liquéfaction des gaz, l'industrie frigorifique, le fonctionnement des pompes à chaleur, la climatisation, les moteurs à combustion, etc., sont autant de domaines concernés par ces lois, et les diagrammes...

• THERMODYNAMIQUE - Processus irréversibles linéaires

  • Écrit par Jacques CHANU
  • 2 435 mots
  • 5 médias

  Jusqu'à ce que la thermodynamique ait été en mesure d'en fournir une présentation unifiée, les phénomènes de transport qui intéressent les milieux matériels furent étudiés de manière séparée et en ordre plutôt dispersé, sans qu'au-delà d'analogies formelles plus ou moins évidentes aucun lien d'essence...

• THERMODYNAMIQUE - Processus irréversibles non linéaires

  • Écrit par Agnès BABLOYANTZ, Paul GLANSDORFF, Albert GOLDBETER, Grégoire NICOLIS, Ilya PRIGOGINE
  • 9 741 mots
  • 8 médias

  Les progrès réalisés dans le domaine non linéaire sont beaucoup plus récents. On connaît cependant à leur sujet un critère d'évolution général régissant le comportement d'un système dissipatif, soumis à des contraintes stationnaires (Paul Glansdorff et Ilya Prigogine, 1954).

• THERMODYNAMIQUE (notions de base)

  • Écrit par Bernard DIU
  • 6 036 mots

  De nos jours, on peut définir la thermodynamique comme la science des propriétés et des processus qui mettent en jeu la température et la chaleur.

  Le nom de « thermodynamique » associe les deux mots grecs thermon (chaleur) et dynamis (puissance). Le but premier de la discipline, explicitement...

• BOLTZMANN LUDWIG (1844-1906)

  • Écrit par Pierre COSTABEL
  • 1 634 mots
  • 1 média
  À partir de ce deuxième principe, Loschmidt a présenté à Boltzmann une objection redoutable, souvent reprise depuis lors, et qui consiste à affirmer l'impossibilité de faire sortir des équations réversibles de la mécanique une interprétation des processus irréversibles de la thermodynamique. Boltzmann...

• CARNOT SADI (1796-1832)

  • Écrit par Robert FOX
  • 841 mots
  • 1 média

  Fils aîné de Lazare Carnot, « l'Organisateur de la Victoire », Nicolas Léonard Sadi Carnot est un des pionniers de la thermodynamique. Son unique publication, les Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance, ignorée de son temps...

• CHALEUR

  • Écrit par Paul GLANSDORFF
  • 985 mots

  La première tentative d'interprétation physique assimilait la chaleur à un fluide dit subtil et indestructible dénommé le calorique, répandu partout au sein de la matière. Son passage d'un corps à un autre était notamment responsable du refroidissement du premier et de l'échauffement du second....

• CLAUSIUS RUDOLF (1822-1888)

  • Écrit par Robert FOX
  • 1 001 mots

  Rudolf Julius Emanuel Clausius, l'un des plus grands physiciens du xix^e siècle, est connu principalement pour sa contribution à l'étude de la thermodynamique. Le premier, ce savant allemand formula ce qu'on a coutume d'appeler le deuxième principe et proposa une définition claire de l'...

• DÉTERMINISME

  • Écrit par Étienne BALIBAR, Pierre MACHEREY
  • 9 713 mots
  Dans ce contexte, le développement d'une thermodynamique (Carnot, Mayer, Clausius), plus tard fondée à son tour sur une mécanique statistique (Gibbs, Maxwell, Boltzmann), ne pouvait que produire un effet très ambivalent. À court terme, le deuxième principe de la thermodynamique (ou loi de dégradation...

• DUHEM PIERRE (1861-1916)

  • Écrit par Michel PATY
  • 3 007 mots
  Très tôt orienté vers les travaux de Gibbs et de Helmholtz, Duhem proposa, dès ses premières contributions, d'utiliser la notion de potentiel thermodynamique (interne), notion reprise des fonctions caractéristiques des fluides de François Massieu et des énergies libres de Gibbs et de Helmholtz...

• ÉNERGIE - La notion

  • Écrit par Julien BOK
  • 7 543 mots
  • 4 médias
  La thermodynamique s'intéresse aux échanges d'énergie entre systèmes macroscopiques. À l'échelle atomique, ces systèmes sont composés de particules (molécules) douées d'énergie cinétique, et aussi d'énergie potentielle mutuelle représentant l'interaction de ces particules entre elles. On appelle énergie...

• ÉNERGIES RENOUVELABLES

  • Écrit par Daniel CLÉMENT
  • 15 637 mots
  • 22 médias
  La conversion thermodynamique a pour objectif de produire de l’électricité à partir d’un fluide qui est porté à haute température (de 150 ⁰C à 500 ⁰C) grâce à l’énergie rayonnée par le Soleil. Ce fluide caloporteur cède ses calories à un fluide secondaire, en général de l’eau, qui est vaporisé....

• ENTROPIE

  • Écrit par Bernard DIU
  • 1 350 mots
  • 1 média
  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...

• FORME

  • Écrit par Jean PETITOT
  • 27 344 mots
  ...puisque, à la traversée d'une valeur critique d'un paramètre de contrôle (la température par exemple), un système physique change brusquement d'état thermodynamique. Ce qui est phénoménologiquement dominant est ici le changement brusque de qualités macroscopiques, c'est-à-dire une discontinuité qualitative....

• GIBBS JOSIAH WILLARD (1839-1903)

  • Écrit par Paul GLANSDORFF
  • 1 276 mots
  • 1 média

  Bien que les exposés de Gibbs se distinguent par une exceptionnelle clarté, et la façon dont l'idée essentielle y est toujours soigneusement dégagée, le premier des deux mémoires n'a guère retenu tout d'abord l'attention des chimistes de son époque, peu accoutumés au langage rigoureux des sciences exactes....

• HASARD & NÉCESSITÉ

  • Écrit par Universalis, Ilya PRIGOGINE, Isabelle STENGERS
  • 9 614 mots
  ...déterminisme laplacien, c'est-à-dire la première controverse scientifique explicite à propos de ses prétentions à juger le monde des phénomènes. Le point d'affrontement a été le problème de l' évolution thermodynamique irréversible vers un état d'équilibre. C'est alors que les physiciens ont dû...

• INFORMATION THÉORIE DE L'

  • Écrit par Henri ATLAN, Jean-Paul DELAHAYE, Étienne KLEIN
  • 3 063 mots
  ...l'information. Remarquant que son expression mathématique ressemblait à celle que Ludwig Boltzmann avait donnée à la fin du xix^e siècle pour l'entropie, Shannon a pressenti que l'on pouvait établir un pont entre la théorie de l'information et la thermodynamique. Afin de comprendre ce lien, souvenons-nous...

• IRRÉVERSIBILITÉ

  • Écrit par Radu BALESCU
  • 2 352 mots
  Le deuxième principe de la thermodynamique codifie l'irréversibilité. 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...

• KELVIN WILLIAM THOMSON lord (1824-1907)

  • Écrit par Franck GREENAWAY
  • 1 804 mots
  • 4 médias
  La contribution la plus durable de Thomson concerne, à coup sûr, la thermodynamique. Après la dissertation de S. Carnot sur la chaleur et les travaux expérimentaux de J. Joule, la première loi de la thermodynamique put être explicitée, et, en 1850, R. Clausius fut conduit à poser pour principe que...

• LOI DE JOULE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 88 mots
  • 1 média

  Le physicien anglais James Joule (1818-1889) établit en 1841 la loi qui porte son nom ; celle-ci lie la puissance cédée sous forme de chaleur à la résistance d'un conducteur électrique parcouru par un courant continu. Il réalise ensuite, en 1843, des expériences fondamentales pour déterminer...

• MATIÈRE (physique) - États de la matière

  • Écrit par Vincent FLEURY
  • 5 805 mots
  • 4 médias
  À partir du moment où les pères de la thermodynamique étudient de façon systématique les propriétés de la matière dans des conditions maîtrisées et contrôlables de température et de pression, un ensemble immense de connaissances précises se met en place. Les mêmes machines thermiques permettent de...

• MATIÈRE (physique) - État liquide

  • Écrit par Jean-Louis RIVAIL
  • 3 243 mots
  • 6 médias
  ...molécules peut se décomposer en une somme des énergies d'interaction de paire (ce qui n'est pas tout à fait vrai), la connaissance de u(r) et de g(r) permet de décrire complètement le liquide du point de vuethermodynamique. À titre d'exemple, l'énergie interne vaut, pour un liquide monoatomique :

  

• MATIÈRE (physique) - État gazeux

  • Écrit par Henri DUBOST, Jean-Marie FLAUD
  • 8 132 mots
  • 7 médias
  La description thermodynamique des gaz a été développée bien avant que la nature atomique de la matière ne soit établie. Bien que les lois de la thermodynamique soient indépendantes de la structure microscopique, ses variables macroscopiques s'identifient aux moyennes de la mécanique statistique. Ainsi,...

• MATIÈRE (physique) - Transitions de phase

  • Écrit par Nino BOCCARA
  • 6 880 mots
  • 7 médias

  Les premières transitions de phase observées ont été des changements d'état tels que la fusion de la glace ou la vaporisation de l'eau. Lors d'un changement d'état, le système, au sens de la thermodynamique, se présente comme la réunion de deux sous-systèmes homogènes possédant des propriétés...

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