{"id":45344,"date":"2019-10-18T01:32:42","date_gmt":"2019-10-18T00:32:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/quest-ce-que-la-troisieme-loi-de-la-thermodynamique-3eme-loi-definition\/"},"modified":"2020-02-24T10:58:52","modified_gmt":"2020-02-24T09:58:52","slug":"quest-ce-que-la-troisieme-loi-de-la-thermodynamique-3eme-loi-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-troisieme-loi-de-la-thermodynamique-3eme-loi-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que le troisi\u00e8me principe de la thermodynamique – 3\u00e8me loi – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
\n
La troisi\u00e8me loi de la thermodynamique a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e par le chimiste allemand Walther Nernst au cours des ann\u00e9es 1906-12.\u00a0Cette loi d\u00e9finit \u00e9galement la temp\u00e9rature z\u00e9ro absolu.\u00a0G\u00e9nie thermique<\/div>\n<\/div>\n
<\/div>\n
\n
\n
<\/div>\n

Troisi\u00e8me loi de la thermodynamique – Troisi\u00e8me loi<\/h2>\n

L’entropie d’un syst\u00e8me se rapproche d’une valeur constante lorsque la temp\u00e9rature approche le z\u00e9ro absolu.<\/em><\/p>\n

Sur la base de preuves empiriques, cette loi stipule que l’\u00a0entropie d’une substance cristalline pure est \u00e9gale<\/strong>\u00a0\u00e0\u00a0z\u00e9ro<\/strong>\u00a0au\u00a0z\u00e9ro\u00a0<\/strong>absolu de la temp\u00e9rature<\/strong>\u00a0, 0 K et qu’il est impossible, par quelque proc\u00e9d\u00e9 que ce soit, peu importe la m\u00e9thode id\u00e9alis\u00e9e, de r\u00e9duire la temp\u00e9rature d’un syst\u00e8me. \u00e0 z\u00e9ro absolu en un nombre fini d’\u00e9tapes.\u00a0Cela nous permet de d\u00e9finir un point z\u00e9ro pour l’\u00e9nergie thermique d’un corps.<\/p>\n

______<\/p>\n

La troisi\u00e8me loi de la thermodynamique a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e par le chimiste allemand\u00a0Walther Nernst au<\/strong>\u00a0cours des ann\u00e9es 1906-12.\u00a0Pour cette recherche, Walther Nernst a remport\u00e9 le prix Nobel de 1920 en chimie.\u00a0Par cons\u00e9quent, le troisi\u00e8me principe de la thermodynamique est souvent appel\u00e9e\u00a0th\u00e9or\u00e8me de\u00a0<\/strong>Nernst<\/strong>\u00a0ou\u00a0postulat de Nernst<\/strong>\u00a0.\u00a0Comme on peut le constater, le troisi\u00e8me principe de la thermodynamique stipule que l\u2019entropie d\u2019un syst\u00e8me en \u00e9quilibre thermodynamique\u00a0approche de z\u00e9ro<\/strong>\u00a0lorsque la\u00a0temp\u00e9rature est proche de z\u00e9ro.\u00a0<\/strong>Ou inversement, la\u00a0temp\u00e9rature absolue<\/strong>\u00a0de toute\u00a0substance cristalline pure<\/strong>\u00a0en \u00e9quilibre thermodynamique\u00a0approche de z\u00e9ro<\/strong>\u00a0lorsque l’\u00a0entropie s’approche de z\u00e9ro.<\/strong><\/p>\n

Le th\u00e9or\u00e8me de Nernst Heat<\/strong>\u00a0(une cons\u00e9quence de le troisi\u00e8me principe) est:<\/p>\n

Il est impossible pour un processus quelconque, aussi id\u00e9alis\u00e9 soit-il, de r\u00e9duire l’entropie d’un syst\u00e8me \u00e0 sa valeur z\u00e9ro absolu en un nombre fini d’op\u00e9rations.<\/em><\/p>\n

Math\u00e9matiquement:<\/p>\n

\"th\u00e9or\u00e8me<\/a><\/p>\n

Le\u00a0th\u00e9or\u00e8me de la chaleur de Nernst<\/strong>\u00a0a ensuite \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 par le physicien allemand Max Planck pour d\u00e9finir le troisi\u00e8me principe de la thermodynamique en termes d’entropie et de z\u00e9ro absolu.<\/p>\n

Certains mat\u00e9riaux (par exemple tout solide amorphe) n’ont pas d’ordre bien d\u00e9fini au z\u00e9ro absolu.\u00a0Dans ces mat\u00e9riaux (par exemple le verre), une entropie finie reste \u00e9galement \u00e0 z\u00e9ro absolu, car la structure microscopique du syst\u00e8me (atome par atome) peut \u00eatre agenc\u00e9e de diff\u00e9rentes mani\u00e8res (W 1).\u00a0Cette entropie constante est appel\u00e9e entropie r\u00e9siduelle, c’est-\u00e0-dire la diff\u00e9rence entre un \u00e9tat de non-\u00e9quilibre et l’\u00e9tat de cristal d’une substance proche du z\u00e9ro absolu.<\/p>\n

Notez que la d\u00e9finition exacte de l’entropie est:<\/p>\n

Entropie = (constante de Boltzmann k) x logarithme du nombre d’\u00e9tats possibles<\/span><\/strong><\/p>\n

S = k\u00a0<\/span><\/em>B<\/span><\/sub><\/em>\u00a0logW<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Cette \u00e9quation, qui relie les d\u00e9tails microscopiques, ou microstats, du syst\u00e8me (via\u00a0<\/span>W<\/span><\/em>\u00a0) \u00e0 son \u00e9tat macroscopique (via l’\u00a0<\/span>entropie\u00a0<\/span>S<\/span><\/em><\/strong>\u00a0), est l’id\u00e9e cl\u00e9 de la m\u00e9canique statistique.<\/span><\/p>\n

Z\u00e9ro absolu<\/span><\/h2>\n

Le z\u00e9ro absolu<\/span><\/strong>\u00a0est la temp\u00e9rature th\u00e9orique la plus froide, \u00e0 laquelle le mouvement thermique des atomes et des mol\u00e9cules atteint son minimum.\u00a0Il s’agit d’un \u00e9tat auquel l’enthalpie et l’entropie d’un gaz parfait refroidi atteint sa valeur minimale, prise \u00e0 0.<\/span><\/p>\n

Math\u00e9matiquement:<\/span><\/p>\n

lim S\u00a0<\/span>T \u2192 0<\/span><\/sub>\u00a0= 0 \u00a0<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

o\u00f9<\/span><\/em><\/p>\n

S = entropie (J \/ K)<\/span><\/em><\/p>\n

T = temp\u00e9rature absolue (K)<\/span><\/em><\/p>\n

Classiquement<\/span><\/strong>\u00a0, ce serait un \u00e9tat d’\u00a0<\/span>immobilit\u00e9<\/span><\/strong>\u00a0, mais\u00a0<\/span>l’<\/span><\/strong>\u00a0incertitude\u00a0quantique<\/strong>\u00a0dicte que les particules poss\u00e8dent toujours une\u00a0<\/span>\u00e9nergie de point z\u00e9ro finie<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0<\/span>Le z\u00e9ro absolu<\/span><\/strong>\u00a0est not\u00e9 0 K sur l’\u00e9chelle Kelvin,\u00a0<\/span>\u2212273,15 \u00b0 C<\/span><\/strong>\u00a0sur l’\u00e9chelle Celsius et\u00a0<\/span>\u2212459,67 \u00b0 F<\/span><\/strong>\u00a0sur l’\u00e9chelle Fahrenheit.<\/span><\/p>\n

Relation avec les moteurs thermiques<\/span><\/h2>\n

Selon le\u00a0<\/span>principe de Carnot,<\/span><\/strong>\u00a0qui sp\u00e9cifie des limites sur l’efficacit\u00e9 maximale que tout moteur thermique peut avoir est l’efficacit\u00e9 de Carnot. Ce principe stipule \u00e9galement que l’efficacit\u00e9 d’un cycle de Carnot d\u00e9pend uniquement de la diff\u00e9rence entre les r\u00e9servoirs de temp\u00e9rature chaud et froid.<\/span><\/p>\n

\"Formule<\/a><\/p>\n

o\u00f9:<\/span><\/p>\n