Inversement — si tant est que l’on sache l’orienter — on conçoit que l’énergie cinétique moléculaire puisse diminuer, pour donner naissance à de l’énergié cinétique au sens habituel du mot, c’est-à-dire à de l’énergie cinétique orientée à notre échelle d’observation. Nous ne nous étonnerons donc pas a priori de constater que l’on peut, en fournissant, à l’eau d’une chaudière, de la chaleur cédée par les flammes d’un foyer, obtenir le travail mécanique fourni par la machine à vapeur.
L’étude de ces transformations mutuelles du travail mécanique et de la chaleur, constitue le but essentiel de la Thermodynamique. C’est elle dont on cherche ici à préciser les principes.
12. Évolutions en cycle fermé. — Pour réaliser de telles transformations, il faut évidemment utiliser un système matériel déformable, susceptible de fournir ou d’absorber du travail ; il faut de plus que ce système puisse recevoir ou céder de la chaleur.
Le système ainsi utilisé comme support des opérations constitutives de ces échanges sera en général une masse gazeuse, dont les variations de volume très considérables permettent des échanges de travail importants. C’est ce que nous supposerons en général, dans la suite, sauf indications contraires exceptionnelles.
Si nous voulons étudier en soi le phénomène de transformation de travail en chaleur ou vice versa, nous ne devrons pas y mêler de modification du système matériel ; c’est-à-dire que nous devrons nous imposer de ramener celui-ci à son état initial. C’est ce que l’on exprime en disant qu’on lui fera subir une évolution en cycle fermé.
Si nous nous imposons la condition que tous les états successifs du système matériel au cours de son évolution soient des états d’équilibre, cette série d’états d’équilibre pourrait aussi bien être réalisée dans l’ordre de succession opposée : c’est ce qu’on exprime en disant que la transformation est réversible. Un cycle fermé constitué par une succession d’états d’équilibre dérivant les uns des autres par des modifications continues des diverses variables qui caractérisent chacun d’entre eux, est un cycle fermé réversible.
Considérons par exemple le cas simple déjà envisagé où le système est constitué par une masse de gaz homogène. Chaque état d’équilibre possible de cette masse gazeuse invariable est complètement défini par sa pression et son volume par conséquent n’importe quel
