Chap. 4: Le 2ème Principe et ses applications Flashcards
Quel est l’objectif du deuxième principe de la thermodynamique ?
Il permet de déterminer si une réaction chimique ou un processus est spontané, en introduisant la notion d’entropie S et d’enthalpie libre G.
Quelle est la définition de l’entropie S ?
L’entropie est une fonction d’état qui mesure le degré de désordre d’un système. Son unité est le J.K⁻¹.
Quel est le lien entre entropie et spontanéité d’une réaction ?
Une réaction est spontanée si elle entraîne une augmentation globale de l’entropie du système et de son environnement.
Quelle est l’expression mathématique du deuxième principe de la thermodynamique ?
Pour une transformation :
Réversible : dS irr = 0
Irréversible : dS irr > 0
dS total = dS système + dS milieu
Quelle est la relation entre entropie et chaleur dans une transformation réversible ?
dS = δQ rev / T
(où δQ rev est la chaleur échangée réversiblement et T la température).
Que signifie ΔS = 0 ?
Cela signifie que le système subit une transformation cyclique et revient à son état initial (analogie avec la loi de Hess pour l’enthalpie).
Comment varie l’entropie lors d’un changement d’état physique ?
Fusion, vaporisation, sublimation : ΔS > 0 (augmentation du désordre).
Condensation, solidification : ΔS < 0 (diminution du désordre).
Quelle est la loi de Hess appliquée à l’entropie ?
ΔS réaction = ∑S produits − ∑S réactifs
Quelles sont les formules d’entropie pour des transformations particulières ?
Isobare : dS = nC p dT / T
Isochore : dS = nC v dT / T
Isotherme : dS = nR ln(V2 / V1)
Quelle est la signification de l’entropie absolue ?
À 0 K, l’entropie d’un cristal parfait est nulle : S(T=0) = 0
(3e principe de la thermodynamique).
Comment savoir si une réaction chimique est spontanée ?
Une réaction est spontanée si ΔS total > 0 ou si ΔG < 0.
Quelle est la définition de l’enthalpie libre G ?
G = H − TS
C’est une fonction d’état qui permet de prédire la spontanéité des réactions.
Quel est le critère de spontanéité basé sur l’enthalpie libre ?
ΔG < 0 : réaction spontanée.
ΔG = 0 : équilibre chimique.
ΔG > 0 : réaction non spontanée, la réaction inverse est favorisée.
Quelle est la relation entre ΔG, ΔH et ΔS ?
ΔG = ΔH − TΔS
Cette équation lie la spontanéité d’une réaction à l’enthalpie et à l’entropie.
Quels sont les cas possibles en fonction de ΔH et ΔS ?
Voici :
Quelle est la signification de l’énergie libre de Helmholtz F ?
F = U − TS
Elle sert à prévoir l’évolution des systèmes fermés à température et volume constants.
Comment calculer ΔG à partir des valeurs tabulées ?
ΔG = ∑G produits − ∑G réactifs
(de la même manière que pour ΔH et ΔS).
Quelles sont les méthodes pour calculer ΔG ?
Méthode directe : ΔG = ΔH − TΔS.
Loi de Hess (combinaison d’équations).
Somme des enthalpies libres de formation.
Quelle est l’influence de la température sur ΔG ?
ΔG T1 = ΔG T0 + ∫ T0 T1 (∑C p produits − ∑C p réactifs) dT
Cette relation est similaire à celle de Kirchhoff pour ΔH.
Comment déterminer si une réaction est irréversible, réversible ou impossible ?
Si dS irr = 0 : réaction réversible (équilibre).
Si dS irr > 0 : réaction irréversible et spontanée.
Si dS irr < 0 : réaction impossible dans ces conditions.
Quels sont les liens entre thermodynamique et biochimie ?
Réactions cataboliques (dégradations, exergoniques) : ΔG < 0.
Réactions anaboliques (synthèse, endergoniques) : ΔG > 0.
