Cours Thermodynamique

Thermodynamique chimique

1. notions de systèmes

1. définition

Un système est un ensemble d'objets ou de substances qui appartiennent à un domaine de l'espace;ce qui n'est pas le système constitue le milieu extérieur.

2. etats du systèmes

PV = nRT

R: constante des gaz parfaits = 8,314 J.mol-1.K-1

P: pression à l'intérieur du système en Pascal (Pa)

V: volume du système en mètre cube (m3)

T: température du système en Kelvin (K)

n : nombre de moles de gaz du système en moles (mol)

1. grandeurs extensives et grandeurs intensives

grandeurs extensive :

• grandeur proportionnelle à la quantité de matière
• définit pour l'ensemble du système

grandeur intensive :

• définie en chaque point du système
• indépendant de la quantité de matière

1. transferts possibles entre le système et le milieu extérieur

Il peut y avoir avoir différents types de transferts :

Energie : Q

travail : W

travail électrique : W'

les quantités reçues par le système sont comptées positivement

les quantités cédées au milieu extérieur sont comptées négativement

1. différents types de systèmes

système fermé : ni échange de matière, ni échange d'énergie avec l'extérieur

système isolé : aucun transfert avec l'extérieur

système ouvert : échange de matière et d'énergie avec l'extérieur

système adiabatique : pas de transferts thermique avec l'extérieur

1. aspect énergétiques d'une réaction chimique

1. la chaleur ( énergie thermique)

expression des quantités de chaleur

Q : la quantité de chaleur reçue par le système, que ça soit un échauffement ou un refroidissement

  Q=CdT

dt : accroissement de la température

C: capacité calorifique

Q : chaleur élémentaire

si c'est un changement d'états Q = nL

L : chaleur de changement d'état

signe de Q :

Q<0 : système libère de la chaleur → réaction exothermique

Q>0 : système gagne de la chaleur → réaction endothermique

Q=0 :  pas d'échange avec l'extérieur → réaction athermique

1. le travail mécanique de la pression extérieure

Pext = pression atmosphérique

expression du travail reçu :

W= -Pext dV

Pext en Pa

dV en m3 → travail élémentaire

exemple de calculs :

on parle d'états d'équilibres si Psyst = Pext = Constante

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