Chapitre 3 Examen Final Flashcards
Qu’est ce que la spontanéité?
C’est la tendance naturelle d’un phénomène.
Donner le deuxième principe de la thermodynamique.
Il est impossible de trouver un processus dont le seul résultat est de prélever une quantité de chaleur d’un milieu et de le convertir intégralement en travail.
Est-ce que l’entropie est une fonction d’état?
Oui et elle est liée à la dispersion de l’énergie.
Que permet principalement de déterminer l’entropie?
Elle permet de savoir s’il est possible d’accéder par un processus spontané à un état donné à partir d’un autre.
Exprimé le deuxième principe en termes d’entropie.
L’entropie d’un système isolé augmente au cours d’une transformation spontanée (delta S total > 0).
Les processus thermodynamiquement irréversibles sont des processus spontanés (delta S total > 0).
Donner la définition de l’entropie.
dS = dq (rév) / T
Pour un processus adiabatique, à quoi est égal delta S ?
0.
Donner la formule de l’entropie qui est basé sur l’équation de Boltzmann.
S = k ln W où W est le nombre de micro-états et K est la constant de Boltzmann.
Qu’est-ce qu’un micro-état?
C’est le nombre de façon dont les molécules peuvent être réparties tout en gardant constante l’énergie totale.
Qu’a pour effet un changement de chaleur sur le nombre de micro-états possibles? et ce changement est-il plus important lorsque la chaleur est transférée à un corps froid ou un corps chaud?
Cela a pour effet d’augmenter le nombre de micro-états possibles. L’effet est plus important si la chaleur est transférée à un corps froid.
Que faut-il prouver pour démontrer que l’entropie est une fonction d’état?
Que l’intégrale fermée de dq (rév) / Text = 0 pour:
- Le cycle de Carnot
- N’importe quelle substance
- N’importe quel cycle
Quel est la formule du rendement thermique?
(E) = (q2 - q1) / q2 et toutes les valeurs sont en valeurs absolues. => (E) = 1 - Absolu(q1/q2)
Donner la formule du rendement de Carnot.
(E) = 1 - (T1 / T2)
Quelle conclusion peut-on tirer du rendement de Carnot?
La relation entre le transfert de chaleur et les températures est indépendante de la nature chimique du système.
Le travail effectué est-il plus grand dans des conditions d’irréversibilités ou de réversibilité?
Réversibilité
Donner la définition de l’inégalité de Clausius.
dS > = dq / T
Donner l’équation de Clausius si le système est isolé du milieu extérieur.
dS > = 0
Pour un processus réversible, dS = 0 alors que pour un processus irréversible, dS > 0, car réversible minimise le désordre.
Donner l’équation de l’effet de l’expansion d’un gaz sur l’entropie.
(delta S) = nR ln (Vf / Vi)
Le changement de phase est un processus réversible ou irréversible?
Réversible.
Donner la formule de l’entropie de transition de phase.
(delta S transition) = (detla H transition) / (T transition)
La congélation / condensation sont des processus endothermiques ou exothermiques? Et leur entropie de transition de phase diminuera ou augmentera?
Processus exothermique.
Diminuera, car liquide plus ordonné qu’un gaz.
La fusion / la vaporisation sont des processus endothermiques ou exothermiques? Et leur entropie de transition de phase diminuera ou augmentera?
Endothermique.
Augmente, car gaz plus désordonné que liquide.
À quoi est égale la somme de l’entropie de l’environnement et du système?
0.
Donner la formule de l’entropie lors d’un transfert thermique.
S (Tf) = S (Ti) + Intégrale de Ti à Tf de (dq (rév) / T)
Donner la formule de l’entropie lors d’un transfert thermique à pression constante.
S (Tf) = S (Ti) + Intégrale de Ti à Tf de (Cp dT / T)
Donner la formule de l’entropie lors d’un transfert thermique à volume constant.
S (Tf) = S (Ti) + Cp ln (Tf /Ti)
Expliquer en quoi consiste le théorème de Nernst.
Le changement d’entropie accompagnant toute transformation physique ou chimique tend vers 0 quand la température tend vers 0 à condition que toutes les substances impliquées soient parfaitement ordonnées (Corps simples / Cristaux parfaits).
Expliquer en quoi consiste le troisième principe de la thermodynamique.
L’entropie est nulle à T=0 pour tout corps simple ou composé à l’état de cristal parfait.
Combien de micro-états sont possible pour un cristal parfait à T=0?
1 seul.
Donner la définition de l’entropie standard de réaction.
(delta réaction S) = Somme des produits (v S(m)) - Somme des réactifs (v S(m))
À enthalpie constante et pression constante, pour être un processus spontané, dS doit être … à 0.
supérieure ou égale.
À entropie et pression constante, pour être un processus spontané, dH doit être… à 0.
Inférieure ou égale.
Donner la définition de l’énergie d’Helmholtz.
A = U - TS
Donner la définition de l’énergie de Gibbs.
G = H - TS
Pour être spontané, à température et volume constant, dA doit être… à 0.
Inférieur ou égal.
Pour être spontané, à température et pression constante, dG doit être… à 0.
Inférieur ou égal.
Que signifie dA = 0 à température et volume constant?
Que le système est à l’équilibre.
Le travail maximal est atteint si…
d w max = dA
Quel est la condition de spontanéité pour delta G?
delta G
Comment une réaction endothermique peut-elle être spontanée? (même si dH > 0 ?
C’est grâce à l’entropie qui n’est pas constante. En effet, selon dG = dH -TdS, si dS augmente suffisamment pour combler dH positif, dG pourra tout de même être plus petit que 0.
Donner la formule du travail maximal autre que d’expansion.
d w add, max = dG
Donner la définition de l’énergie de Gibbs standard de réaction.
(delta r G) = (delta r H) - T (delta r S)
Donner l’équation fondamentale et dire de la combinaison de quels principes cette équation découle.
dU = TdS - pdV
Découle de la combinaison du premier et deuxième principe.
Cette équation est applicable à tout processus, dans un système fermé qui n’effectue aucun travail additionnel.
Donner la première relation de Maxwell.
- (dp/dS)v = (dT / dV)s
Donner la deuxième équation de Maxwell.
(dV/dS)p = (dT/dp)s
Donner la troisième équation de Maxwell.
(dS / dV)t = (dp / dT)v
Donner la quatrième équation de Maxwell.
(dV/dT)p = - (dS / dp)t
Donner l’équation d’état de la thermodynamique.
Pression interne = T (dp/dT)v - p
Donner l’équation fondamental de la thermodynamique chimique.
dG = Vdp - SdT
Donner l’équation de Gibbs - Helmholtz.
( d (G/T) / dT )p = - (delta H) / T²
Donner la variation molaire de l’énergie de Gibbs avec la pression.
Gm (pf) = Gm (pi) + Intégrale de pi à pf de (Vm dp) = Gm (pi) + RT ln (pf/pi)
