7 - 1ere loi thermodynamique Flashcards
Thermodynamique
branche de la chimie physique s’intéressant à l’étude des transformations de l’énergie
Pourquoi la thermodynamique est d’une grande importance en chimie et en biologie?
- Production d’énergie des rcts chimiques
- Répondre à des questions biochimiques (comment molécules interagissent ensemble, comment énergie circule dans cellules biologiques etc)
Énergie
Capacité de faire un travail (W). Processus de mouvement contre une force opposée
Types d’énergie
- Cinétique
- Potentielle
Énergie cinétique
Énergie d’un corps due à son mouvement
Énergie potentielle
L’énergie qu’il possède en raison de sa position. La dépendance précise de la position dépend du type de force agissant sur le corps
L’énergie totale d’un système isolé est _____, mais les énergies cinétiques et potentielles peuvent être ______
conservée
échangées
Pourquoi un mouvement s’arrête?
Perte d’énergie à cause des frottements
Différence d’énergie potentielle = ?
Travail
Thermodynamique, pour quoi faire?
- Physique des échanges d’énergie
- Aspects énergétiques des phénomènes biologiques
- Quantifier la chaleur dégagée par une réaction
- Évolution d’un syst
- Équilibres
- Diffusion et transports des macromolécules
The secret of life is…
molecular recognition
Comment le ligand est reconnu?
- Connaissance de la structure du complexe
- Permet description de l’interaction en terme de liaisons H, interactions hydrophobes, électrostatiques
Quelles sont les interactions importantes?
Liaisons hydrogènes
Énergie potentielle en biochimie
- liaisons covalentes, liaisons ioniques, liaisons hydrogènes, etc
- mouvement des atomes constitutifs
- énergie de rotation par rapport au centre de gravité de la molécule
- énergie de vibration autour de la position d’équilibre correspondant à la géométrie de la molécule
- mouvements des é dans le champ de potentiel crée par les noyaux atomes
Énergie cinétique en biochimie
- dépend de la T et est responsable de la P
- varie de façon continue
De quoi dépend l’énergie interne?
P, V, T, Structure
Système?
- opposition à l’extérieur
- matériel, et caractérisée par ses constituants et par le domaine géométrique qu’il occupe
La thermodynamique s’occupe des systèmes _____.
fermés
Les êtres vivants échangent de la matière et de l’énergie avec leur environnement. Un être vivant est donc un système _____ et ______
- ouvert
- n isolé
Variable extensive vs intensive
ex: dépend de la qté de matière
in: dépend pas de la qté de matière
Énergie
Propriété que possède un syst, représente la capacité que possède un syst de pouvoir fournir de la chaleur ou du travail
Énergie externe
énergie dépend de la position et du mouvement du syst pris comme un tout, observable à l’échelle macroscopique
énergie interne
associé à l’état interne du système, “observable” à l’échelle microscopique
Les diverses formes d’énergie propres au syst dépendent de _____ et sont des _____
état
fonctions d’état
Les variations au cours d’une transformation ne dépendent que de ______ et de _____
état initial
état final
la variation d’énergie d’un syst se traduit par _______ avec son environnement
l’échange de qté d’énergie
Les échanges de qté d’énergie se font sous quelles formes?
Travail Chaleur
Travail (W)
- l’énergie macroscopique transférée au système.
- Le transfert implique un déplacement, une orientation, un mouvement orienté.
- pas toujours possible d’exprimer le travail en fonction des variables du système
Chaleur (Q)
- l’énergie microscopique transférée au système.
- mêmes variables que l’énergie interne.
- Un transfert de chaleur correspond à une variation du
“désordre” microscopique. - Il peut résulter soit d’un échange d’énergie désordonnée, soit d’une transformation d’énergie ordonnée en énergie désordonnée.
- lié à la température.
Est ce que Travail et chaleur sont des fonctions d’états?
Non, pcq peut importe le chemin qu’on prend (+ ou - de travail/chaleur) va nous donner les mêmes états
Par quoi est défini l’état du syst?
variables macroscopiques (composition, température, pression, volume)
Fonction d’état?
Propriété du syst qui est déterminée par l’état du syst, indépendamment de la manière que le syst a atteint son état
La chaleur rend compte de l’énergie macroscopique ______ au syst. Elle concerne les mêmes variables que _______
transférée
l’énergie interne
Un transfert de chaleur correspond à une variation du _______.
désordre macroscopique
Le transfert de chaleur est directement lié à ______
la température
“énergie calorifique” d’un système
capacité du syst à prendre de la chaleur
Règle de fer et la règle de bois
Métal conduit mieux la chaleur que le bois
Main dans le four
Toucher métal dans four = plus chaud que mettre main dans le four
Énergie (1er principe)
L’énergie peut être convertie d’une forme à une autre, mais elle ne peut être ni créée ni détruite.
1ere loi thermodynamique
- quantité totale d’énergie dans
l’univers reste constante - la variation dans l’énergie interne du système (U) est contrebalancée par la variation de l’énergie de l’environnement afin que l’énergie de l’univers ne change pas.
- la loi de la conservation de l’énergie
Premier principe forme : U = Q+W
- si q + = endothermique
- si q - = exothermique
- w + = travail fait SUR syst et énergie a augmenté
- w- = travail fait PAR syst et énergie a diminué
La chaleur est un _______ d’un objet _____ à un objet _____
- transfert d’énergie thermique
- chaud
- froid
Environnement
Reste de l’univers au dela du syst
- Syst ouvert
- syst fermé
- syst isolé
- échange de matière et énergie dans environnement
- transfert d’énergie mais pas de matière
- pas de transfert d’énergie et matière
toute transformation qui dégage
de la chaleur est dite ________
exothermique
toute transformation qui nécessite
que de la chaleur venant de
l’environnement soit apportée au
système est dite _____
endothermique
Enthalpie (H)
- à pression constante
- positif = endothermique
- négatif = exothermique
- chaleur dégagée ou absorbée
Si on double le nb de réactifs et de produits la valeur de delta H _____
double aussi
Chaleur spécifique (s)
a quantité de chaleur requise
pour élever de un kelvin la température de un gramme de cette substance
Chaleur calorifique (C)
la quantité de chaleur
requise pour élever de un kelvin la température d’une masse donnée de cette substance
un objet avec une haute capacité calorifique demande beaucoup de
_____ afin de se réchauffer et _____ beaucoup de chaleur lorsqu’il se refroidit
chaleur
libère
la capacité spécifique est une grandeur _____et la capacité calorifique est
une grandeur ______
- intensive
- extensive
Loi de Hess
quand les réactifs sont transformés en produits, la variation d’enthalpie est la même, que la réaction ait lieu en une étape ou en plusieurs étapes
thermochimie
études des échanges de chaleur
Différence thermodynamique et thermochimie?
Thermodynamique considère aussi le travail et pas juste chaleur
Travail PV
Travail d’expansion
à volume constant, le travail PV est = à ?
0
Pour toute réaction à V constant, la valeur de ____ nous donne _____
Q
delta U
Le premier principe permet donc de ….
modéliser les échanges d’énergie au cours d’un processus
La chaleur et le travail sont des _____ et non des ______
modes de transfert d’énergie
formes d’énergies
