Elle permet en effet de comprendre le comportement des machines thermiques, comme les machines à vapeur centrales, qui sont au cœur de la révolution industrielle. Depuis, la thermodynamique est devenue une discipline essentielle pour l'ingénieur.
L'étude thermodynamique des corps comprend notamment la conception et la validation de modèles du comportement thermique des corps, les équations d'état, établies à partir de valeurs expérimentales. En pratique, les équilibres prédits par la thermodynamique peuvent être contrariés par l'influence du temps (l'obtention de l'équilibre thermodynamique pourrait parfois nécessiter un temps infini) et sont régis par des cinétiques (Arrhénius).
Bases de la thermodynamique
La thermodynamique étudie les transformations des systèmes (ensembles de corps séparés par une frontière matérielle ou non) :
- ouverts ou fermés (selon qu'ils échangent ou non de la matière avec l'extérieur) ;
- isolés ou non (selon qu'ils échangent ou non de l'énergie avec l'extérieur).
Ces systèmes sont représentés par des variables d'état (intensives ou extensives).
La température thermodynamique est l'une des grandeurs essentielles à la discipline, car elle rend compte du degré d'agitation des molécules. Volume, masse, énergie ou entropie sont d'autres exemples de grandeurs thermodynamiques dites « extensives ». Leur valeur pour un système entier correspond à la somme des valeurs qu'elles prennent pour chaque partie du système. Pression ou encore masse volumique sont quant à elles des grandeurs intensives d'intérêt. Leur valeur dans le système entier est la même que dans chacune de ses parties.
La thermodynamique repose sur deux principes fondamentaux :
- Le premier principe de la thermodynamique garantit que l'énergie totale d'un système isolé est toujours conservée.
- Le deuxième principe de la thermodynamique -- aussi connu sous le nom de « principe de Carnot » -- établir quant à lui que toute transformation d'un système s'accompagne d'une augmentation de l'entropie globale (système plus milieu extérieur).
Le troisième principe de la thermodynamique, de son côté, aborde la notion du zéro absolu. Le principe zéro de la thermodynamique en appelle à la notion d'équilibre thermique.
- معلم: Rachid Tigrine