C'est quoi la Thermodynamique

La thermodynamique est la science :

1.  qui étudie et décrit le comportement de la matière ou des systèmes, en fonction des notions de température T, d'énergie (chaleur Q, travail W...) et d'entropie S.
2.  qui étudie l'évolution ou les transformations de la matière ou des systèmes en considérant les variations d'état du système, lors d' échanges d'énergie entre le milieu extérieur et le système.

Elle repose sur 2 notions de base, l'énergie interne (U) et l'entropie (S) qui satisfont aux deux principes suivants, qui stipulent que :

• Le premier principe de la thermodynamique c’est le principe de la conservation de l’énergie (U).
• Le deuxième principe de la thermodynamique c’est le principe de l’entropie (S).      

L'objet de la thermodynamique est d'étudier le fonctionnement et le bilan d'énergie des machines thermiques et aussi les échanges ou transferts de chaleur dans un système ou entre deux systèmes.

Càd :

• dans les machines thermiques on assiste à une conversion d'énergie d'une forme en une autre (chaleur =>travail ou inversement).
• dans les échanges de chaleur, il y a transfert de chaleur par suite d'une différence de température dans le système ou entre deux systèmes.

Exemple explicatifs :

·         Exp₁ : dans les machines thermodynamiques, il y production de travail par conversion de chaleur en travail (les moteurs thermiques, les centrales thermiques ou nucléaires...)

·         Exp₂ : dans les machines dynamo-thermiques  par contre, il y a transfert de chaleur d'une source froide à une source chaude grâce à un apport de travail (les machines frigo. et pompes à chaleur, les liquéfacteurs...).

On peut  distinguer alors la Thermodynamique en deux modes, la thermodynamique statique et la thermodynamique classique :

1) La Thermodynamique Classique n'a besoin d'aucune hypothèse sur la structure atomique de la matière, elle explique le comportement de la matière ou des systèmes en fonction de leurs variations d'énergie et d'entropie :

• elle décrit uniquement les états initiaux et finaux des systèmes en évolution et dresse le bilan énergétique du système.
• le chemin suivi par la transformation du système peut jouer un rôle (notion de réversibilité des transformations).

2) La Thermodynamique Statistique par contre, cherche à expliquer l'origine et la signification des variables d’état  (P,T) et des notions de chaleur, de travail et d'entropie, en les reliant directement au mécanisme de l'agitation moléculaire.