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Thermodynamique

Cet article de science fait partie de la série physique

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La thermodynamique est la discipline dont l'objet d'étude est essentiellement l'énergie, sous toutes ses formes: mécanique, thermique, chimique et électromagnétique. Elle décrit également les changements d'état de la matière.

Elle a été élaborée au cours du XIXe siècle, notamment pour étudier les machines à vapeur, ce qui a marqué la manière dont cette discipline est enseignée..

Les lois de la thermodynamique

1. Le principe zéro concerne la notion d'équilibre thermique et est à la base de la thermométrie.
2. Le premier principe affirme que l'énergie se conserve, quelle que soit la forme qu'elle prenne et introduit le principe d'enthalpie. L'énergie est en effet explicitement conservée en mécanique, en chimie et en électromagnétisme.
3. Le second principe ou principe de Carnot concerne la notion d'irréversibilité d'une transformation et introduit la notion d'entropie (en quelque sorte l'état de disponibilité de l'énergie présente). Il dit que l'entropie d'un système isolé augmente, c'est-à-dire que l'énergie, bien que toujours présente, est de moins en moins réutilisable.
4. Du troisième principe, ou principe de Nernst, découle que l'entropie massique devient nulle au voisinage du zéro absolu.

Thermodynamique statistique

La thermodynamique a ouvert la voie à la physique statistique, notamment grâce à Ludwig Boltzmann. Le second principe a en effet une origine statistique : à la différence du premier principe, les lois microscopiques qui gouvernent la matière ne le contiennent qu'implicitement et de manière statistique. En revanche, il est assez indépendant des caractéristiques mêmes de ces lois, car il apparaît également si l'on suppose des lois simplistes à petite échelle.

Voir aussi

• diagramme de phase
• isobare et monobare
• adiabatique