E-XI : thermodynamique des milieux inhomogènes

Mots-clefs : relations de réciprocité d'Onsager, équilibre local, densités de flux de grandeurs extensives et gradients de grandeurs intensives conjuguées, couplage thermo-électrique, conductivités électrique et thermique, effets Peltier, Seebeck et Thomson, jonction entre métaux, thermocouple, fonction de corrélation, invariance par retournement du temps.

Cliquer ci-contre pour télécharger ce chapitre du cours :  TÉLÉCHARGER

Ci-dessous l'introduction du chapitre :

En guise d'introduction, on étudie le cas d'école d'un système isolé scindé en deux sous-systèmes homogènes. Si l'écart à l'équilibre est faible, on peut postuler une relation linéaire matricielle entre les dérivées temporelles des écarts des grandeurs extensives avec leurs valeurs à l'équilibre et les affinités, c'est-à-dire les différences des valeurs des grandeurs intensives conjuguées dans les deux sous-systèmes.

On démontre dans ce cas, à l'aide d'un postulat de réversibilité temporelle, les relations de réciprocité d'Onsager, c'est-à-dire la symétrie de la matrice introduite ci-dessus.

On définit l'équilibre local d'un système isolé inhomogène; cette fois la relation linéaire matricielle lie les densités de flux de grandeurs extensives et les gradients de grandeurs intensives conjuguées. La généralisation des relations d'Onsager est admise.

Comme exemple d'application, on étudie les couplages thermo-électriques ou, pour mieux dire, les différents aspects du couplage thermo-électrique: effets Peltier, Seebeck et Thomson. On montre que le thermocouple permet d'étudier ces effets et de valider toute cette théorie.

On peut aussi cliquer ci-contre pour télécharger ce chapitre du cours :  TÉLÉCHARGER