Éléments de thermodynamique cinétique/07
7. Dissipation d’énergie mécanique par les frottements. — En réalité, dans les mouvements des systèmes matériels, il intervient toujours des frottements. Ce sont des forces qui s’exercent entre les corps en contact, et qui sont toujours orientées de façon à réduire leur vitesse relative (au lieu d’avoir en chaque point une direction fixe, comme les forces d’un champ de forces). Elles ont donc toujours pour effet de réduire l’énergie cinétique du système, sans que cela s’accompagne d’une augmentation d’énergie potentielle récupérable. L’énergie mécanique totale est donc décroissante.
Ces frottements, qui mettent en défaut, au moins sous leur forme première, le principe de la conservation de l’énergie et le principe de l’inertie, sont en réalité un phénomène si général qu’il a fallu des observations méthodiques prolongées, avec approximations successives, pour discriminer leur rôle perturbateur et arriver à démêler les lois fondamentales qu’expriment ces principes.
Par suite des frottements, il disparaît de l’énergie cinétique, ou, ce qui revient au même, le travail des forces actives crée moins d’énergie cinétique qu’il ne disparaît d’énergie potentielle. Dans les deux cas, il y a dissipation d’énergie mécanique. Par contre, on constate en même temps que les corps en frottement mutuel s’échauffent. On est alors amené à voir dans cet échauffement, corrélatif de la dissipation d’énergie mécanique, le résultat, et même l’équivalent, de la dissipation d’énergie observée.
Cette correspondance apparaît, en fait, dans la théorie cinétique de la chaleur, comme une simple transformation de l’énergie cinétique, qui change, non pas même de nature, mais seulement d’échelle, et se répartit au hasard entre les molécules, en état d’agitation thermique, dont la matière est constituée.