Thermodynamique et Enthalpie Libre

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Quelle est la relation entre la variation de l'enthalpie libre (G) et une transformation spontanée?

G est toujours nulle.

G doit être négative. (correct)

G doit être positive.

G est toujours positive pour des transformations favorisées.

Quelles sont les conditions sous lesquelles la fonction d'état G est définie?

À pression constante et volume variable.

À volume constant et température variable.

À température constante et pression variable.

À pression et température constantes. (correct)

Comment interpréter une variation ΔG > 0?

La réaction est non spontanée. (correct)

La réaction a atteint l'équilibre.

La réaction est thermodynamiquement favorisée.

La réaction est spontanée.

En fonction de quoi la variation G et F dépend-elle lors d'une transition entre états?

De l'état initial et final du système. Signup and view all the answers

Quelle est la définition correcte de la relation F = U - T.S?

F est l'énergie libre en fonction de l'énergie interne, de la température et de l'entropie. Signup and view all the answers

Quelles variables sont considérées lorsque l'on utilise la fonction d'énergie libre F?

Volume et température. Signup and view all the answers

Quelle est l'enthalpie standard de la réaction pour la formation de CO2 à partir de C et O2?

Exothermique Signup and view all the answers

Quel est l'effet d'une augmentation de la température sur l'entropie (S) dans l'équation G = H - T.S?

Diminue la valeur de ΔG. Signup and view all the answers

Quelle est la formule chimique correcte pour le monoxyde de carbone?

CO Signup and view all the answers

Dans le contexte d'une réaction chimique, que signifie une valeur ΔGR < 0?

La réaction est spontanée et thermodynamiquement favorisée. Signup and view all the answers

Quels éléments réagissent pour former du monoxyde de carbone dans la réaction donnée?

Carbone et O2 Signup and view all the answers

Quel est le produit de la combustion complète du carbone en présence d'oxygène?

Dioxyde de carbone Signup and view all the answers

Quel est le rôle du CO dans cette série de réactions?

Un produit formé à partir de C et O2 Signup and view all the answers

Quel type de réaction est impliqué lorsque le monoxyde de carbone est formé?

Réaction de combinaison Signup and view all the answers

Laquelle des affirmations suivantes est correcte concernant l'enthalpie standard de formation?

Elle est nulle pour tous les éléments dans leur état standard. Signup and view all the answers

Quel est le principal produit de la réaction C(s) + O2(g) ?

CO2 Signup and view all the answers

Quelle est la formule correcte pour la variation d'énergie interne d'un système ?

dU = Q + W Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui caractérise une fonction d'état comme l'énergie interne ?

Elle dépend uniquement des états initial et final. Signup and view all the answers

Dans un système isolé, quelle est la variation d'énergie interne ?

∆U = 0 Signup and view all the answers

Que se passe-t-il lors d'une transformation cyclique en termes de variation d'énergie interne ?

∆U = 0 Signup and view all the answers

Quel énoncé est vrai concernant le premier principe de la thermodynamique ?

Il stipule que l'énergie se conserve. Signup and view all the answers

Pour un gaz parfait, que peut-on dire sur l'énergie interne à température constante ?

∆U = 0. Signup and view all the answers

Quel énoncé est faux concernant la variation d'énergie interne ?

La variation peut être calculée en fonction de la quantité de matière. Signup and view all the answers

Quelle relation existe entre l'énergie interne et l'enthalpie ?

Elles permettent de retrouver les variations d'énergie au cours d'une transformation. Signup and view all the answers

Quelle est l'équation d'état des gaz parfaits ?

PV = nRT Signup and view all the answers

Quels sont les types de variables d'état ?

Variables extensives et intensives. Signup and view all the answers

Quelle est la définition de la thermodynamique chimique ?

L'application des principes de la thermodynamique classique aux réactions chimiques. Signup and view all the answers

Quelle est la relation entre température en Kelvin et en degrés Celsius ?

T(K) = 273 + t(°C) Signup and view all the answers

Quels sont les unités appropriées pour la constante des gaz parfaits R ?

Cal.mol–1 Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui définit l'état d'équilibre d'un système ?

Les variables d'état sont les mêmes en tout point du système. Signup and view all the answers

Quelle est une caractéristique des variables d'état intensives ?

Elles ne dépendant pas de la quantité de matière. Signup and view all the answers

Quelle transformation se produit à température constante?

Transformation isotherme Signup and view all the answers

Quelle assertion est fausse concernant les fonctions d'état ?

Elles dépendent du chemin suivi lors d'une transformation. Signup and view all the answers

Lors d'une transformation adiabatique, qu'est-ce qui est vrai?

Il n'y a pas d'échange de chaleur Signup and view all the answers

Quel est le travail (W) pendant une transformation d’un gaz selon la formule donnée?

W = - ∫ P dV Signup and view all the answers

Quelle transformation se fait à volume constant?

Transformation isochore Signup and view all the answers

À quoi sert la capacité calorifique molaire C?

Quantité de chaleur pour augmenter la température d'une substance de 1 degré Signup and view all the answers

Quelle transformation implique un retour à l'état initial et est caractérisée par des états d'équilibre successifs?

Transformation réversible Signup and view all the answers

Comment se définit la chaleur Q entre deux corps?

Énergie transférée entre corps à températures différentes Signup and view all the answers

Quel type de transformation est considéré comme rapide et brutale, hors équilibre?

Transformation irréversible Signup and view all the answers

Study Notes

Enthalpie libre

La variation d'enthalpie libre G d'une transformation spontanée est toujours négative.
Si ∆GR> 0 : transformation thermodynamiquement défavorisée.

Critères d'évolution

La réaction est non spontanée.
Si ∆GR< 0 : transformation thermodynamiquement favorable.
La réaction est spontanée.

Enoncé du premier principe de la thermodynamique

Au cours d’une transformation où le système fermé passe d’un état A à un état B, la variation d’énergie interne est égale à la somme algébrique du travail et de la chaleur échangés avec le milieu extérieur.

Applications du premier principe

On ne peut pas calculer U. On peut seulement calculer sa variation ∆U.
U ne dépend que des états initial et final et non du chemin parcouru.
U est une fonction d’état.
Loi de conservation de l'énergie.
Pour un système isolé (Q = 0 et W = 0) à DU = 0, quelque soit la transformation.
Pour une transformation cyclique: Etat 1 → Etat 2 → Etat 1 ⇒ ∆U = 0.
Loi de Joule: L’énergie interne d’un gaz parfait ne dépend que de la température : à T constante, ∆U = 0.

Notions de Thermochimie

La thermodynamique est l’étude des phénomènes qui sont accompagnés d’échanges d’énergie ou de matière entre le système et le milieu extérieur.
La thermodynamique chimique est l’application des principes de la thermodynamique classique aux réactions chimiques.
Elle s’occupe de l’étude des échanges énergétiques ou de matière accompagnant les transformations qui ont lieu au cours des réactions chimiques.

Variables d’état et Equation d'état

Un système dans un état est caractérisé par des grandeurs macroscopiques dites variables d’états.
Ces variables d’états ne sont pas indépendantes et sont reliées par une équation appelée équation d´état.
L’équation d’état la plus simple est celle relative aux gaz parfaits appelée loi de Mariotte : PV = nRT.
Les variables d’état peuvent être classées en deux groupes :
- Les variables dites extensives qui dépendent de la quantité de matière considérée (volume, masse, nombre de mole)
- Les variables dites intensives qui ne dépendent pas de la quantité de matière considérée (pression, température)

Fonctions d’état

On appelle fonction d'état, toute fonction de variables d'état.
Sa variation lors d'une transformation ne dépend que de l'état initial et de l'état final du système et pas du chemin suivi.

État d’équilibre d’un système

Un système est en équilibre thermodynamique lorsque les variables d’état qui le caractérisent sont les mêmes en tout point du système et restent constantes avec le temps.

Différents types de transformations

Transformation isobare : qui se fait à pression constante P = Cte.
Transformation isotherme : qui se fait à température constante T = Cte.
Transformation isochore : qui se fait à volume constant V = Cte.
Transformation adiabatique : qui se fait sans échange de chaleur Q = 0.
Transformation réversible : c’est une transformation infiniment lente formée d'une succession d'états d'équilibre.
Transformation irréversible: c’est une transformation rapide et brutale hors équilibre.

Echange d’énergie entre le système et le milieu extérieur

L'énergie échangée entre un système et le milieu extérieur peut être mécanique, thermique, électrique etc.
Nous allons nous intéresser par la suite à deux formes d'énergie: l'énergie mécanique ou travail (W) et l'énergie thermique ou chaleur (Q).

Travail

En thermodynamique, le travail lié à une transformation d’un système est défini comme égal au travail des forces extérieures durant cette transformation.

Chaleur

La chaleur est l’énergie transférée entre deux corps ou systèmes qui n'ont pas la même température.
La quantité́ de chaleur nécessaire pour faire passer la température d’une masse M d’un corps de T1 à T2 est : Q = MC(T2-T1)= M C ΔT.
M : masse.
C : chaleur massique du corps.

Capacités calorifiques à volume et à pression constantes: Cv et Cp

La capacité́ calorifique molaire C d’une substance est la quantité́ de chaleur qu’il faut fournir à 1 mole de cette substance pour élever sa température de 1 degré́.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Description

Ce quiz explore les concepts de l'enthalpie libre et du premier principe de la thermodynamique. Vous découvrirez les critères d'évolution des réactions spontanées et la loi de conservation de l'énergie. Testez vos connaissances sur ces principes fondamentaux de la chimie et de la physique.