Réflexions sur l’enseignement du second principe de la thermodynamique

    Angles, Jérôme (2022)
Mémoire
Non consultable
    • Réflexions sur l’enseignement du second principe de la thermodynamique
    • 21 juin 2022
    • Thermodynamique
    • Entropie
    • Une formulation axiomatique similaire à celle de Prigogine présente l’avantage de définir les
      notions et leurs propriétés de façon extrêmement précise, ce qui rend l’utilisation du second
      principe très pratique et très efficace. Toutefois, cela réduit à l’état de tautologie certaines questions,
      puisque les concepts sont introduits ex nihilo et remplissent exactement le rôle pour lequel
      ils sont introduits. Il est par exemple impossible, à l’aide d’une formulation axiomatique, de
      comprendre pourquoi l’entropie créée permet de conclure sur la réversibilité d’une transformation,
      puisque la réversibilité correspond par définition à une entropie créée nulle. Les étudiants
      se rattachent donc au symbole δSc au détriment des causes physiques de l’irréversibilité.
      Nous pensons qu’il s’agit du défaut majeur d’une telle présentation du second principe de la
      thermodynamique. Nous pensons également que cela donne lieu à des analogies dont la portée
      est nécessairement limitée. Les étudiants essaient, tant bien que mal, d’attacher des images
      au symbole ainsi dénué de sens, celles-ci se révélant erronées lorsqu’on les utilise hors de leur
      domaine restreint de validité : on pense par exemple à l’image du désordre que nous détaillerons
      dans ce travail.
      Quelles sont les limites de l’enseignement actuel du deuxième principe de la thermodynamique ?
      Comment développer chez les étudiants une meilleure compréhension du concept physique d’entropie
      ?
      Nous développerons tout d’abord pour cela une analyse des programmes et de l’enseignement
      du deuxième principe de la thermodynamique en classe préparatoire, afin de mieux comprendre
      les différentes approches envisagées. La seconde partie de notre travail consistera en l’élaboration
      et l’analyse d’un questionnaire, à destination des étudiants de CPGE, dans l’idée de cerner
      leurs défauts de représentation, véhiculés notamment par des analogies limitées que nous nous
      proposerons de mettre en évidence. Nous terminerons par une analyse des résultats de ce questionnaire,
      ainsi que sur une remédiation envisageable sur la base d’un enseignement historique
      du second principe de la thermodynamique, notamment grâce à l’analyse des résultats du questionnaire.

Citation bibliographique

Angles, Jérôme (2022), Réflexions sur l’enseignement du second principe de la thermodynamique [Mémoire]