Cette série d'exercices, avec réponses, aborde le deuxième principe de la thermodynamique : pression et température thermodynamiques, calculs d'entropie et tables thermodynamiques, bilans entropiques et transferts thermiques, bilans entropiques et transferts de volume, transformations du gaz parfait en diagramme de Clapeyron, entropie de mélange et interprétation statistique de l'entropie.
Mot(s) clés libre(s) : deuxième principe, bilans entropiques, diagramme de Clapeyron, interprétation statistique de l'entropie

Ce cours traite de l'irréversibilité en thermodynamique, du deuxième principe de la thermodynamique, de l'entropie de quelques fluides modèles.
Mot(s) clés libre(s) : deuxième principe de la thermodynamique, identités thermodynamiques, sources de chaleur, thermostat, inégalité de Carnot Clausius, entropie

En un siècle et demi, le concept d'entropie a pris des formes diverses qui ont étendu son champ d'application depuis la physique vers la chimie, l'informatique, la biologie ou l'économie, et permis de dégager progressivement sa signification. L'entropie fut initialement introduite comme une grandeur thermodynamique dont l'augmentation au cours du temps sert à caractériser l'irréversibilité des processus d'évolution. L'élaboration à la fin du XIXe siècle de la théorie cinétique, qui explique les propriétés macroscopiques des gaz à partir de leur structure à l'échelle atomique, conduit à lui donner une interprétation probabiliste : elle s'identifie à une mesure du désordre existant à petite échelle en raison du nombre immense de configurations que les molécules sont susceptibles de prendre, et elle s'exprime en fonction des probabilités associées à ces configurations. En 1948 est créée la théorie de la communication, où la quantité d'information transmise par un message est définie en s'inspirant de l'expression mathématique de l'entropie. Celle-ci acquiert en retour, peu après, son interprétation moderne : c'est l'information qui nous manque à l'échelle microscopique sur un système parce que nous ne connaissons que ses caractéristiques macroscopiques ; ou encore, c'est la mesure de la complexité de l'état du système. Cette interprétation est corroborée par l'analyse des échanges d'entropie qui accompagnent les transferts d'information ; elle confère à l'entropie un caractère partiellement subjectif.
Mot(s) clés libre(s) : démon de Maxwell, désordre, deuxième principe, énergie, entropie, fonction d'état, manque d'information, physique statistique, réversibilité, thermodynamique, transformation

Un dossier très complet sur l'énergie, abordant cette question d'actualité avec rigueur. Découpé en trois articles, il contient un exposé historique de l'élaboration du concept d'énergie, les principes physiques fondamentaux associés à ce concept (premier et deuxième principe de la thermodynamique, dynamique des processsus irréversibles, hiérarchie des interactions élémentaires), et une réflexion sur les différentes formes d'énergies s'appuyant sur des données chiffrées.
Mot(s) clés libre(s) : énergie, énergétique, thermodynamique, premier principe, deuxième principe, irréversibilité, entropie, énergie mécanique, chaleur, transport, stockage, réserves, nuisances, processus irréversible

Premier article du dossier « Les multiples visages de l'énergie ». Un exposé historique de l'élaboration du concept d'énergie. Ce concept est l'un des plus abstraits et des plus multiformes de la science. Bien qu'il ne date que d'un siècle et demi, l'histoire de son élaboration est déjà longue et tortueuse. Certains épisodes sont éclairants et exhibent d'instructives interactions entre sciences et techniques.
Mot(s) clés libre(s) : énergie, énergétique, thermodynamique, énergie mécanique, chaleur, calorimétrie, machine à vapeur, conservation de l'énergie, entropie, premier principe, deuxième principe

Deuxième article du dossier « Les multiples visages de l'énergie ». Dans la perspective des applications, rappel des principes physiques fondamentaux associés au concept d'énergie. Revue de quatre catégories d'idées sur lesquelles s'appuient toutes les applications pratiques de l'énergie : le premier et le deuxième principe, la thermodynamique hors d'équilibre et la classification issue de la microphysique.
Mot(s) clés libre(s) : énergie, énergétique, thermodynamique, conservation de l'énergie, entropie, premier principe, deuxième principe, équilibre thermodynamique, système isolé, transfert d'énergie, transformation, joule, watt, réversibilité, irréversibilité, désordre, interaction fondamentale

Troisième article du dossier « Les multiples visages de l'énergie ». Une étude chiffrée des conséquences des principes de la physique sur divers facteurs qui conditionnent l'emploi de l'énergie : concentration, dégradation, transport, stockage, réserves, nuisances.
Mot(s) clés libre(s) : énergie, énergétique, thermodynamique, conservation de l'énergie, entropie, premier principe, deuxième principe, transport de l'énergie, stockage de l'énergie, réserve d'énergie, transfert d'énergie, transformation, réversibilité, irréversibilité