SYSTèME THERMODYNAMIQUE

-système thermodynamique

Un système est un ensemble de données organisables par une logique abstraite.

Donc en thermodynamique, c'est surtout un ensemble d'objets cernés dans des parois et totalement défini par un certain nombre de grandeurs dites variables d’état thermodynamique.

 

TYPES de SYSTEMES THERMODYNAMIQUES

-un système est ouvert s’il échange matière et énergie avec l’extérieur

-un système est fermé s’il n’échange pas de matière, mais de l’énergie, y compris éventuellement avec (ou à travers) les parois

-un système est hétérogène s'il y a discontinuité des conditions entre surfaces séparatrices interphases

-un système est homogène si les conditions sont isotropes

-un système est isolé -hermétique- s'il n’échange rien, même pas de la chaleur

-un système est métastable si sa stabilité évolue, mais très lentement

-un système est uniforme s'il n'y a pas de transports internes

 

VARIABLES d'un SYSTÈME THERMODYNAMIQUE:

-Une variable est dite extensive quand elle exprime un aspect quantitatif de la matière incluse dans le système, comme: masse, charge élect., énergie interne....)

Quand elle est relative à une masse, elle est dite variable massique (Ex: chaleur ou volume ou entropie.... massiques)

Quand elle est relative à une quantité de matière elle est dite variable molaire (Ex: chaleur, volume, enthalpie....molaires)

-Une variable est dite intensive quand elle exprime un aspect qualitatif de l’intérieur du système, comme: pression, température, potentiel, indices...

Rappel: le travail W (énergie mécanique, exprimé en Joules) est un transfert d’énergie, ayant pour seul effet le déplacement d’une masse dans un champ gravitationnel (accélération) Ce n’est donc pas une fonction d’état

dW = F.dl = dp.S.l = p.dV

avec p(Pa)= pression

F(N)= force

l(m)= déplacement

S(m²)= surface

V(m3)= volume

 

ENSEMBLE de SYSTÈMES THERMODYNAMIQUES

Il est dit "canonique" si (en ayant volume et nombre de particules donnés et température constante), on a   w = K.eF’B

où w = probabilité d’état énergétique pour l’un des systèmes

K(nombre)= constante de normalisation

F'B est le facteur de Boltzmann, rapport énergétique, défini comme >>>

F’= h.f / (k.T)    ou   F’= h.ω / (k.T)

où h(J-s)= constante de Planck (6,62606876.10-34 J-s)

h = moment cinétique quantifié, dit h barre , valant 1,054.10-34 J-s/rad

f(Hz)= fréquence et ?(rad/s)= vitesse angulaire

k(J/K)= constante de Boltzmann (1,3806503. 10-23 J / K)

T(K)= température absolue

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