0035-2ACh2. Chauffage de l’eau par contact avec un réservoir de chaleur

Un réservoir de chaleur est une source inépuisable pouvant recevoir ou céder de la chaleur sans faire varier ses variables thermodynamiques et en particulier sa température. 1 kg d’eau à 0°C est mis en contact avec un réservoir de chaleur à 100°C. La capacité thermique massique de l’eau vaut c = 4,18 J.g^-1.K^-1.

1-) Calculer la variation d’entropie de l’eau lorsque l’équilibre thermique est atteint. On supposera la dilatation thermique négligée.

2-) Calculer la variation d’entropie du réservoir.

3-) Calculer la variation d’entropie de l’univers (système + réservoir).

On rajoute maintenant un réservoir intermédiaire. Ainsi, les 1 kg d’eau précédent à 0°C sont mis en contact avec un premier réservoir à 50°C. On attend l’équilibre puis on met l’eau en contact avec un deuxième réservoir à 100°C.

4-) Quelle est la variation d’entropie de l’univers? Conclure