Force entropique

En physique, une force entropique est une force dont la cause n'est pas une interaction fondamentale, mais un phénomène de nature thermodynamique.

Un exemple simple de force entropique est la force qui résulte de l'étirement d'un élastique^[1], comme l'explique ainsi le physicien Erik Verlinde^[2] :

« Peut-être que l'exemple le plus connu est celui d'un polymère. Une seule molécule polymère peut être modélisée en joignant de nombreux monomères de longueur fixe, où chaque monomère peut librement tourner autour de points d'attache et s'orienter dans n'importe quelle direction. Chacune de ces configurations a la même énergie. Quand la molécule polymère est immergée dans un réservoir thermique, elle tend à se mettre dans un état enroulé de manière aléatoire car ces configurations sont favorisées d'un point de vue entropique. Il y a bien plus de configurations quand le système est court que lorsque le système est étiré. La tendance statistique à retourner vers un état d'entropie maximale se traduit alors en une force macroscopique, en l'occurrence la force élastique. »

Notes et références

↑ (en) Feynman about rubber bands, video de Richard Feynman discutant des élastiques.
↑ (en) Erik Verlinde, On the origin of gravitation and the laws of Newton, dans Journal of High Energy Physics, avril 2011, 2011:29 : Perhaps the best known example is the elasticity of a polymer. A single polymer molecule can be modeled by joining together many monomers of fixed length, where each monomer can freely rotate around the points of attachment and direct itself in any spatial direction. Each of these configurations has the same energy. When the polymer molecule is immersed into a heat bath, it likes to put itself into a randomly coiled configuration since these are entropically favored. There are many more such configurations when the molecule is short compared to when it is stretched into an extended configuration. The statistical tendency to return to a maximal entropy state translates into a macroscopic force, in this case the elastic force.

Pages connexes

[1] (en) Feynman about rubber bands, video de Richard Feynman discutant des élastiques.

[2] (en) Erik Verlinde, On the origin of gravitation and the laws of Newton, dans Journal of High Energy Physics, avril 2011, 2011:29 : Perhaps the best known example is the elasticity of a polymer. A single polymer molecule can be modeled by joining together many monomers of fixed length, where each monomer can freely rotate around the points of attachment and direct itself in any spatial direction. Each of these configurations has the same energy. When the polymer molecule is immersed into a heat bath, it likes to put itself into a randomly coiled configuration since these are entropically favored. There are many more such configurations when the molecule is short compared to when it is stretched into an extended configuration. The statistical tendency to return to a maximal entropy state translates into a macroscopic force, in this case the elastic force.

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