Entropie

Définition

L'entropie calcule le rapport de quantité de chaleur échangée par un système à une température fixe et valant cette variation indiquée par une fonction d'état dont l'unité résultante est le joule par kelvin (J/K). En thermodynamique et en mécanique des fluides, cette fonction d'état, notée S, est appelée entropie.

Illustration simple de l'entropie :

L'entropie est une mesure du caractère aléatoire ou du désordre d'un système. Le changement d'entropie peut avoir une valeur positive (plus désordonnée) ou négative (moins désordonnée).

Explications

L'entropie est un concept clé en physique et en chimie, avec des applications dans d'autres disciplines, notamment la cosmologie, la biologie et l'économie. En physique, cela fait partie de la thermodynamique. En chimie, cela fait partie de la chimie physique.

Un système ordonné a une faible entropie, tandis qu'un système désordonné a une entropie élevée. Les physiciens formulent souvent la définition de manière un peu différente, selon laquelle l'entropie est l'énergie d'un système fermé qui n'est pas disponible pour effectuer un travail.

L'entropie est une propriété étendue d'un système thermodynamique, ce qui signifie qu'elle dépend de la quantité de matière présente. Dans les équations, le symbole de l'entropie est la lettre S. Il a des unités SI de joules par kelvin (J/K).

Dans le monde naturel, l'entropie a tendance à augmenter. Selon la deuxième loi de la thermodynamique, l'entropie d'un système ne diminue que si l'entropie d'un autre système augmente.

L'entropie, d'un point de vue statistique, mesure le degré de désordre d'un système au niveau microscopique. Plus l'entropie du système est élevée, moins ses éléments sont ordonnés, moins ils sont liés entre eux et moins ils deviennent capables de produire des effets mécaniques, et par conséquent, plus grande sera la part de l'énergie inutilisée ou utilisée de façon incohérente.

Les physiciens et les cosmologistes appellent souvent l'entropie "la flèche du temps" car la matière dans les systèmes isolés a tendance à passer de l'ordre au désordre. Lorsque l'on considère l'Univers dans son ensemble, son entropie augmente. Au fil du temps, les systèmes ordonnés deviennent plus désordonnés et l'énergie change de forme, finissant par se perdre sous forme de chaleur.

Certains scientifiques prédisent que l'entropie de l'univers finira par augmenter au point qu'un travail utile devienne impossible. Lorsqu'il ne reste que de l'énergie thermique, l'univers meurt de mort thermique. Cependant, d'autres scientifiques contestent la théorie de la mort thermique. Une théorie alternative considère l'univers comme faisant partie d'un système plus vaste.

⭐ En aquariophilie, on exploite ce phénomène, en combinaison avec la définition de l'enthalpie pour évacuer de la chaleur d'un aquarium en dirigeant le flux d'un ventilateur vers la surface de l'eau pour créer du désordre au niveau des molécules d'eau en surface, provoquant des pertes de liaisons, et favorisant ainsi un dégagement de chaleur suite à une évaporation.

✅ La dissolution augmente l'entropie. Un solide passe d'un état ordonné à un état plus désordonné. Par exemple, mélanger du sucre dans du café augmente l'énergie du système à mesure que les molécules de sucre deviennent moins organisées.

En rapport avec "entropie"

• allotropie

  

  L'allotropie, que ce soit en chimie ou en biologie, est une attirance entre deux éléments ou espèces qui ont un tropisme les rapprochant.

• amétropie

  

  L'amétropie qualifie un défaut de réfraction de la lumière dans l'oeil empêchant la formation d'une image nette sur la rétine.

• anisotropie

  

  L'anisotropie est la propriété d'être dépendante de la direction, par opposition à l'isotropie, qui signifie l'homogénéité dans toutes les directions.

• emmétropie

  

  Une emmétropie, par opposition à l'amétropie, permet de disposer d'une vue proportionnée, c'est à dire d'une vision normale.