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Concept
Processus isentropique
Résumé
En thermodynamique, un processus isentropique est un processus thermodynamique au cours duquel l'entropie du système étudié reste constante. La constance de l'entropie peut être obtenue par un processus idéal qui est à la fois adiabatique et réversible. Les transferts d'énergie par travail doivent alors être sans frottement et il ne doit y avoir ni transfert d'énergie thermique (chaleur) ni transfert de matière. Un tel processus idéal est utile en ingénierie pour modéliser certains processus réels. Néanmoins, une transformation sans changement d'entropie peut également être obtenue si le travail échangé par le système comprend des frottements internes au système (ce serait donc un processus irréversible) mais si, lors de cette transformation, de l'énergie thermique est retirée du système pour compenser le frottement interne, de manière à laisser l'entropie inchangée. Dans ce deuxième cas, le mot « isentropique » est utilisé au sens étymologique (= sans changement d’entropie), et n'est pas compatible avec la première définition.
La variation de l'entropie d'un système au cours d'une transformation a deux causes :
la création d'entropie due au caractère irréversible de la transformation ;
l'échange d'entropie entre le système et le milieu extérieur qui l'entoure, par le biais d'un transfert thermique.
On doit donc distinguer :
les transformations isentropiques réversibles (pas de création d'entropie) et adiabatiques (pas d'échange thermique) ;
et les transformations sans changement d'entropie qui sont irréversibles mais dont la création d'entropie est compensée par une entropie cédée par le système au milieu extérieur, en raison d'un transfert thermique.
La deuxième principe de la thermodynamique pose que :
où est la quantité d'énergie que le système gagne en s’échauffant, est la température de l'environnement et est le changement d'entropie du système considéré. Le signe égal (de cette inégalité) correspond à un processus réversible, qui est la limite théorique idéale ne se produisant jamais réellement, quand les températures du système et de son environnement sont égales.
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