Entropie et phénomènes irréversibles
Formulation alternative de l'entropie

La variation de l'entropie d'un système en contact thermique avec une source thermique extérieure à la température est souvent écrite sous la forme alternative :

où les superindices ( ) et ( ) renvoient respectivement aux adjectifs "créée'' et "échangée'' 7 et les symboles sont des quantités intégrales et non des valeurs ou des variations de valeurs prises par une fonction. L'entropie "échangée'' y est notamment définie par :

Dans le cas quasi-statique, l'écriture de l'équation (29) est formellement analogue à l'équation (3). En effet, est alors égale à (ce qui est gagné par l'un est perdu par l'autre). La variation de néguentropie ( ) du milieu extérieur peut donc être interprétée comme une quantité d'entropie "échangée'' par le système avec l'extérieur :

Et toute variation (nécessairement positive) de l'entropie de l'Univers peut être interprétée comme de l'entropie "créée'' dans le système.

La quantité n'est égale à la variation d'entropie du système (24) que dans le cas réversible, soit parce que l'échange thermique est isotherme quasi-statique ( ), soit parce que la transformation est adiabatique quasi-statique ( ) ; dans le cas général, de l'entropie est "créée'' et :

La répartition des rôles entre et dépend alors du chemin effectivement suivi. Considérées à l'échelle différentielle, ces quantités ne sont donc pas exactes et, comme pour les quantités de travail ou de transfert thermique, elles doivent être précédées du delta grec au lieu de la traditionnelle notation leibnizienne .

Remarque

La notion d'échange et de création d'entropie se situe dans une approche "substantialiste'' qui pousse jusqu'au bout l'analogie avec l'énergie initiée par Clausius. Il faut néanmoins garder à l'esprit que l'entropie n'est pas une substance mais un "contenu de transformation d'un corps'' selon les termes mêmes de ce physicien, plus tard confortés par les travaux de physique statistique de Boltzmann.

Jean-Luc GODET - Université d'Angers Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de ModificationRéalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)