Entropie - gaz parfait

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Bonjour à tous,

J’ai du mal à résoudre ce problème de thermodynamique. Supposant que le nombre de micro-états d’un système est le produit des micro-états énergétiques et des micro-états "spatial" $\Omega = {\Omega _{spa}}{\Omega _{energ}}$ et que le nombre de micro-états énergétiques ne dépend que de la température, calculez ${\left( {\frac{{\partial S}}{{\partial V}}} \right)_T}$ . Considérez deux volumes $V_i$ et $V_f$ pour obtenir une expression de $\Delta S$.

Suivant l’indice, je suis parti de l’hypothèse que les particules étaient distinguables et que donc le nombre total de micro-états est $\Omega = A_{{N_s}}^{{N_p}} = \frac{{{N_s}!}}{{({N_s} - {N_p})!}} \cong {({N_s})^{{N_p}}}$ utilisant l’approximation de Stirling; avec $N_p$ le nombre de particules et $N_s$ le nombre de "cellules" où peuvent se trouver ou non ces particules.

Ainsi, $\Delta S = {k_B}\ln \frac{{{{({N_{s,final}})}^{{N_p}}}}}{{{{({N_{s,initial}})}^{{N_p}}}}}$ avec $k_B$ la constante de Boltzmann.

Là je suis totalement bloqué. Je vois pas comment insérer le volume dans cette expression…

Merci d’avance!

La démarche est juste, ce qu’il faudrait juste préciser c’est qu’en réalité le $\Omega$ que tu as calculé est $\Omega_{spa}$.

On a $\Omega = A_{Ns}^{Np}*\Omega_{energ} \simeq (N_{s})^{N_{p}}*\Omega_{energ}$ Ensuite étant donné que l’on suppose que $\Omega_{energ}$ ne dépend que de la température et qu’on regarde l’expression de $\Delta S$ à température constante j’ai $\Omega_{energ,f}=\Omega_{energ,i}$, c’est pourquoi ils se simplifient bien lorsque je fais le quotient entre $\Omega_f$ et $\Omega_i$.

Ensuite pour le rapport entre $N_{s,final}$ et $N_{s,initial}$, l’égalité vient du fait que le nombre de cellules où peuvent se trouver les particules est égal à $N_s=\frac{V}{V_{cellule}}$ avec $V_{cellule}$ qui est le volume d’une cellule que l’on pourra par exemple prendre comme égal au volume d’une particule. J’ai donc les $V_{cellule}$ qui se simplifient lorsque je fais le rapport, étant donné que le volume d’une cellule reste le même dans les deux configurations.

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