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2012 - 2013 Eric Cavalli UFR SMP
Thermodynamique (UE1) Etats de la matière et leur caractérisation (UE3)
UE 1 : ATOMES…
UE3 : ORGANISATION DES APPAREILS …
Eric Cavalli - 19 septembre 2012
Compléments
95
2012 - 2013 Eric Cavalli UFR SMP
Solubilité
2012 - 2013 Eric Cavalli UFR SMP
Solubilité
Si [Ca2+]=6.10-3 M alors
si [CO32-] > Ks / 6.10-3 (10-6M) → Précipitation
97
𝐾𝑠 =𝑎𝐶𝑎2+.𝑎𝐶𝑂32−
𝑎𝐶𝑎𝐶𝑂3
𝐶𝑎𝐶𝑂3 ⇌ 𝐶𝑎2+ + 𝐶𝑂32−
𝐾𝑠 = 𝐶𝑎2+ . 𝐶𝑂32− = 6.10−9
2012 - 2013 Eric Cavalli UFR SMP
Thermodynamique (UE1) Etats de la matière et leur caractérisation (UE3)
UE 1 : ATOMES…
UE3 : ORGANISATION DES APPAREILS …
Eric Cavalli - 19 septembre 2012
Réponses ?
Questions
101
2012 - 2013 Eric Cavalli UFR SMP
Questions
Doit-on juste connaître les formules finales
du cours ou bien est-il utile de connaître
les cheminements qui aboutissent aux
formules ?
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Question : DU = Q + W
Fonction d'état et de transfert
• Exemple Énergie potentielle :
• Ne dépend que des points
d'arrivée et de départ
• Variation sur le cycle
=>Fonction d'état
Nantes
0 m
Besançon
175 m NBBN hhmg Ep D
0hhmg Ep NNNBN D
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Question : DU = Q + W
Fonction d'état et de transfert
• Exemple
Essence consommée :
• dépend du trajet suivi et
du pilote
• Variation sur le cycle
=>Fonction de transfert
Nantes
0 m
Besançon
175 m
c.dl e
0c.dl e
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Énergie interne (U)
• Énergie contenue dans un système
Agitation moléculaire : EcT= 3/2 n.N.k.T
Energie cinétique : Ec=1/2mv²
Liaison chimique : Epchim
Interaction intermoléculaire : Epi
Énergie nucléaire : Ep=mc²…
Question : DU = Q + W
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Énergie contenue dans un système
U= EcT+ Ec + Epchim + Epi+ Ep …
• U ne peut être strictement connue
• U : fonction d'état
• DU peut être calculée
Question : DU = Q + W
EpEc
0 U1 U2
DU
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Question : DU = Q + W
Chaleur, travail et énergie
• Chaleur
• Travail
Système Système
Unité SI : Joule (J)
Autres : calorie (4,18 J), eV (1,6.10-19 J)…
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Question : DH°, DfS…
a - État de référence (standard) d'une espèce
chimique
Imposé
oEspèce pure
oPression de référence : 105 Pa (1 bar)
À préciser
oÉtat d'agrégation (S, L, G…)
oTempérature
Ex : eau liquide à 15°C
oEau pure, 1bar, Liquide, 288,15K
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Question : DH°, DfS…
1 - Température conventionnelle
• 298,15K (25°C)
• Il n'y a pas de température de référence
2 - Valeurs normales
• P = 1 atm = 101 325 Pa
• T = 273,15K (0°C)
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Question : DH°, DfS…
b - L'état de référence d'un élément chimique
• C’est la forme allotropique pure la plus stable
dans son état d'agrégation le plus stable à
298,15K et sous 1 bar.
• Par convention son enthalpie est nulle
Exemples :
H°O2(g) = 0 J/mol
H°C(graphite) = 0 J/mol
H°Hg(L) = 0 J/mol
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Question : DH°, DfS…
c - Formation
• Réaction à partir des éléments chimique dans
leur état de référence
Lgg
OHOH 2222
1
molkJOHH L
o
mf /83,285)(2 D
Lggraphite HCHC 66236
molkJHCHL
o
mf /49)(66 D
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Question : DH°, DfS…
d - Réaction
• Enthalpie de référence de réaction
Réactifs et produits pris dans leurs états de
références
LgggOHCOOCH 2224 22
molkJKHo
mr /890273 D
24
22
.2
.2
OHCHH
OHHCOHH
o
mf
o
mf
o
mf
o
mf
o
mr
DD
DDD
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Question : réversible ou pas
Entropie
• Définition (Clausius, 1854)
Donc entre 2 états :
S est une fonction d'état
T
qdS rev
D2
1 T
qS rev
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irréversibles
Transformations
100°C
20°C
20°C
Hq C
C
D 100
20
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réversible
Transformations
Hq C
C
D 100
20
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kT 2
3 vm
2
1 2
Diapo 64 – principe 0
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e - Échelle thermodynamique • microscopique
2012 - 2013 Eric Cavalli UFR SMP
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Détente isotherme d'un GP
Pi
Pe
d
.S.dxP- F.dx-wd
0e
d
0 exp w
)V-.(VP- dV.P S.dx.P w ife
Vf
Ve
d
0eexp
i
Pi
Vi
Pe
Vf
1 - Irréversible