LA PREMIÈRE ET LA DEUXIÈME LOI DE LA THERMODYNAMIQUE

Marcel Lacroix Université de Sherbrooke

(juillet 1997)

Marcel Lacroix LA PREMIÈRE LOI

Lois de la thermodynamique

La première loi de la thermodynamique est la loi de la conservation de l’énergie. Elle stipule que l’énergie d’un système ne change pas peu importe les évolutions que subit ce système. Cette loi est un exemple fondamental de la logique et de la formidable capacité prédictive de la science.

Julius Robert Mayer (1814-1878), un physicien allemand, fut le premier chercheur à proposer l’équivalence de toutes les formes d’énergie, incluant la chaleur, et à formuler la conservation de l’énergie totale. James Prescott Joule (1818-1889) consolida cette idée à travers ses expériences au laboratoire.

Même si la découverte de la loi de la conservation de l’énergie mit de l’ordre dans la pensée scientifique au 19e siècle, elle contribua également à miner l’idée séculaire d’un monde éternel. En effet, la principale source d’énergie sur Terre est le soleil. Or, selon la première loi de la thermodynamique, le soleil ne peut irradier sa chaleur et sa lumière pour toujours. Autrement, il aurait besoin d’un apport infini d’énergie et le soleil, comme tous les corps, n’en renferme qu’une quantité finie.

En 1862, le physicien écossais William Thompson (1824-1907), connu aussi sous le nom de Lord Kelvin, estima que le soleil n’avait pu illuminer la Terre pendant plus de 100 millions d’années. D’autres scientifiques, partisans d’un univers éternel, proposèrent diverses alternatives : le soleil compense ses pertes d’énergie par des réactions chimiques, ou en s’alimentant d’impacts de météorites ou encore en libérant son énergie gravitationnelle. Thompson réfuta toutes ces théories. Selon lui, l’énergie chimique du soleil serait épuisée en mille ans. D’autre part, la quantité de matière pour alimenter le soleil serait telle que le flux de météorites s’abîmant dans le soleil perturberait de façon