Thermostat (thermodynamique)

En thermodynamique, un thermostat est un système fermé de température constante, susceptible d'être utilisé pour réaliser des transferts thermiques avec un corps placé à son contact.

PropriétésModifier

Soit (S) un thermostat de volume constant à la température  . Plaçons ce thermostat en contact thermique avec un système d'épreuve  , et supposons que le thermostat reçoive le transfert thermique élémentaire   au cours de la transformation infinitésimale.

L'énergie interne U du thermostat varie alors de :

 

conformément au premier principe. Le volume du thermostat étant supposé constant, on a par ailleurs :

 

  est la capacité thermique à volume constant du thermostat. On déduit de ces deux formules que la variation de température du thermostat est reliée au transfert thermique élémentaire par :

 

Or, pour un thermostat, il faut que cette variation de température soit identiquement nulle pour tout transfert thermique élémentaire fini. On en déduit que la capacité thermique à volume constant du thermostat doit être infinie :


 


Comme cette capacité thermique à volume constant est extensive, on en déduit que la taille du thermostat doit être infinie au sens où le nombre de moles n est infini :

 

En pratique, les capacités thermiques molaires de tous les corps étant du même ordre de grandeur, un système (S) pourra être considéré comme un thermostat par rapport à un système d'épreuve   si et seulement si le nombre de moles du système (S) est très supérieur au nombre de moles du système   :

 


Articles connexesModifier