Mécanique du point, du solide et des fluides : Tome 1, Cours et exercices corrigés PDF

Un article de Wikipédia, l’encyclopédie libre. Le terme entropie a été introduit en 1865 par Rudolf Clausius à partir d’un mot grec signifiant  transformation . Il caractérise le degré de désorganisation, ou d’imprédictibilité du contenu en information d’un système. La thermodynamique statistique a ensuite fourni un nouvel éclairage à cette grandeur physique abstraite : elle peut être interprétée comme mécanique du point, du solide et des fluides : Tome 1, Cours et exercices corrigés PDF mesure du degré de désordre d’un système au niveau microscopique.


Mécanique du point, du solide et des fluides, ouvrage en deux volumes, est une synthèse de mécanique, complétée d’exercices et de problèmes corrigés avec de nombreux extraits de sujets de concours. Cet ouvrage fournit tous les outils nécessaires à la résolution des problèmes de mécanique. Les corrigés détaillés développent des stratégies efficaces de résolution et fournissent des réflexes simples de rédaction. Tous les grands problèmes classiques de la mécanique, revisités et enrichis, y sont abordés, et sont accompagnés de problèmes plus originaux en particulier en mécanique du solide. De nombreuses questions qualitatives sont soulevées dans chaque problème afin que la compréhension physique des phénomènes accompagne la maîtrise des lois de la mécanique et des outils mathématiques qui permettent de les appliquer efficacement.

Cette nouvelle définition de l’entropie n’est pas contradictoire avec celle de Clausius. Les deux expressions de l’entropie résultent simplement de deux points de vue différents, selon que l’on considère le système thermodynamique au niveau macroscopique ou au niveau microscopique. Article détaillé : Deuxième principe de la thermodynamique. Cependant, ce principe n’impose aucune contrainte sur le sens de l’échange énergétique entre le système et le milieu extérieur.

Pourtant, l’expérience montre que cette évolution se fait toujours spontanément, selon un sens précis. Rien dans le premier principe n’empêche pourtant que le corps froid se refroidisse et que le corps chaud se réchauffe, que l’eau liquide puisse geler au-dessus de zéro degré Celsius, ou que le ballon se regonfle, mais ces transformations nous sembleraient choquantes car nous sommes habitués à ce qu’elles ne se déroulent spontanément que dans un seul sens. La diminution d’entropie d’un système non isolé est possible si l’augmentation de l’entropie du milieu extérieur fait plus que compenser la diminution d’entropie de ce système. Le bilan entropique reste ainsi conforme au deuxième principe.

Une transformation affectant un système thermodynamique est dite réversible si elle est quasistatique et s’effectue sans frottement entraînant un phénomène dissipatif de chaleur. Dans ces conditions, la transformation peut être considérée comme étant constituée d’une succession d’états d’équilibre. Cela veut dire que sa valeur est déterminée dès que l’état d’équilibre du système est établi. La transformation peut être réversible ou irréversible. On en déduit que le travail utile reçu par le milieu extérieur est plus important lorsque la transformation est réversible que lorsqu’elle est irréversible. La différence est dissipée sous forme de chaleur. Sans lubrification, on observe un échauffement des pièces et une perte de rendement, conséquence de la dissipation d’une partie de l’énergie en chaleur plutôt qu’en travail.

La vitesse est un facteur d’irréversibilité : la récupération de travail mécanique décroît à mesure que la vitesse d’un véhicule s’accroît. Ainsi, pour une même quantité de carburant, plus un véhicule se déplacera rapidement, plus la distance qu’il pourra parcourir sera réduite. En revanche si on court-circuite les électrodes, on ne récupère pratiquement que de la chaleur, libérée dans la pile. Lorsque le système est isolé, c’est-à-dire qu’il n’échange ni matière ni énergie avec l’extérieur, on dit que ce système se trouve dans l’ensemble microcanonique. Cependant les particules peuvent être disposées dans le volume d’un très grand nombre de façons différentes.