Thermodynamique Flashcards
Qu’est ce q’un système ?
Partie de l’univers prise en compte pour l’étude
Qu’est ce qu’un milieu extérieur ?
Tout ce qui n’est pas la système
Qu’est ce que l’univers ?
Le système + le milieu extérieur
Qu’est ce qu’un système ouvert ?
Échange énergie et/ ou matière
Ex : une cellule vivante
Qu’est ce qu’un système fermé ?
Échange uniquement de l’énergie*
Ex : une bouteille fermée
Qu’est ce qu’un système isolé ?
N’échange ni énergie ni matière
ex : thermos
Variable d’état intensive
Ne dépend pas de la quantité de matière, concerne le système dans sa globalité
ex : T**, P
Variable d’état extensive
Dépend de la quantité de matière, définies en tout point du système
ex : m, V** et n
Lors d’une transformation, la variable d’une fonction d’état est elle indépendante du chemin suivit ? *
Oui, indépendante du chemin suivit
DeltaF=F(final)-F(initiale)
Qu’est ce que la transformation ?
Passage du système d’un état initial à un état final, accompagné de la variation d’une ou plusieurs variables d’état
Qu’est ce que la transformation réversible ?
Succession d’états d’équilibre entre l’état initial et l’état final
Qu’est ce que la transformation irréversible ?
Transformation spontanée qui ne peut être inversée ou arrêtée
Définir Isotherme
Qui a lieu à T constante
Définir Isobare
Qui a lieu à P constante
Définir Isochore
Qui a lieu à V constant
Définir Adiabatique
Qui se fait sans échange de chaleur (q=0)
Qu’est ce qu’un corps simple ?
Substance constituée d’un seul élément chimique
Ex : C,O2,H2
Qu’est ce qu’un corps pur ?
Substance constituée d’une seule espèce chimique
Ex : H2O
Comment est l’énergie reçue par le système ?
Elle est comptée positivement
Comment est l’énergie cédé par le système au milieu extérieur ?
Elle est compté négativement*
Qu’est ce qu’une phase d’un corps pur ?
Une phase est un état physique d’un corps pur
Quels sont les différents états ?
- Gaz
- Liquide
- Solide
GAZ
Comment sont les atomes ?
Atomes ou molécules faiblement liés
GAZ
Quelles forme ? Quel volume ?
- Pas de forme propre
- Pas de volume propre
GAZ
Les atomes sont il compressible ?
Oui
LIQUIDE
Comment sont les atomes ?
Atomes ou molécules liés
LIQUIDE
Les atomes sont il compressibles ?
Difficilement compressible
LIQUIDE
Quelle forme? Quel volume ?
- Pas de forme propre (forme du récipient)
- Volume propre
SOLIDE
Comment sont les atomes?
Atomes ou molécules fortement liés
SOLIDE
Les atomes sont ils compressibles ?
Incompressible
SOLIDE
Quelle forme ? Quel Volume ?
- Forme propre
- Volume propre
TRANSITION
Solide à liquide
Fusion
TRANSITION
Liquide à gaz
Vaporisation
TRANSITION
Liquide à solide
Solidification *
TRANSITION
Gaz à liquide
Condensation
TRANSITION
Solide à gaz
Sublimation*
TRANSITION
Gaz à solide
Déposition
Relation de Clapeyron
Dp/dT = L/(TDELTAV)
Qu’est ce que le point triple ?
Dans ces conditions de pression et températures, les 3 matières (solide, liquide, gazeux) coexistent
Qu’est ce que le point supercritique ?
Au delà de ce point il n’y a plus de passage possible de l’état liquide à l’état gazeux
Qu’est ce que les courbes de changements d’état ?
Ensemble des points pour lesquels il y a un équilibre entre les phases considérées
Courbe Fusion
équilibre solide/liquide
Courbe Vaporisation
équilibre liquide/gaz
Courbe Sublimation
équilibre solide/gaz
Cas le l’eau*
La courbe de fusion possède une pente négative*
L’état gazeux
Modèle du gaz parfait
Molécules :
- sont des masses ponctuelles
- sans interaction entre elles
Les collisions sont considéré comme des chocs élastiques
L’état gazeux
Quelles sont les lois de base ?
- Loi de Charles
- Loi d’Avogrado
- Loi de Boyle - Mariotte
L’état gazeux
Qu’est ce que la loi de Charles
V/T = constante
L’état gazeux
Qu’est ce que la loi d’Avogrado ?
n/V = constante
L’état gazeux
Qu’est ce que la loi de Boyle - Mariotte ?
PV = constante
L’état gazeux
Qu’est ce que la loi des gaz parfait ?
PV = nRT
P = pression en PA V = volume en m^3 n en mol R = constante des gaz parfait (lorsque P en PA, V en m^3 et T en K) T = température en K
L’état gazeux
Quelle est la constante des gaz parfait ?
8,31J.K^-1.mol^-1
L’état gazeux
Par quoi est définie la fraction molaire ?
x1 = ni / nt avec Ex1 = 1
ni = nb de moles du gaz
i et nt = le nb total de moles
L’état gazeux
Par quoi est définie la pression partielle ?
Pi = xi.P
L’état gazeux
Qu’est ce que le volume molaire ?
Le volume molaire est les volume occupé par une mole de gaz parfait
L’état gazeux
De quoi dépend le volume molaire ?
Dépend de la pression et de la température
Il ne dépend pas de la nature du gaz
L’état gazeux
Condition standard de température et de pression
P ?
P = 1 bar = 10^5 Pa *
L’état gazeux
Condition standard de température et de pression
T ?
T= cste
Généralement 25°C soit 298,15K
L’état gazeux
Condition standard de température et de pression
V ?
V(m) = 24,8 L.mol^-1
L’état gazeux
Condition normale de température et de pression
P ?
P = 1 atm = 101325 Pa
L’état gazeux
Condition normale de température et de pression
T ?
T = O°C = 273,15K
L’état gazeux
Condition normale de température et de pression
V ?
V(m) = 22,4 L.mol^-1
L’état gazeux
Que fait la loi des gaz réels lorsque la pression de la loi des gaz parfait augmente ?
La loi des gaz réels s’éloignent
L’état gazeux
Que faut il introduire dans le formule pour la loi des gaz réels ?
Introduire un facteur de compression Z :
PV = nRT x Z
L’état Liquide
comment sont les éléments à l’état liquide ?
état rare : peu d’éléments chimiques sont liquides à l’état naturel
L’état Liquide
Quelles sont les éléments chimiques liquide à l’état naturel ?
Hg est le seul métal liquide
Br2 est le seul dihalogène liquide
L’état Liquide
Qu’est ce que la chaleur latente de vaporisation ?
Energie nécessaire (en J) pour vaporiser une mole de liquide à une température donnée
L’état Liquide
Qu’est ce que la pression de vapeur saturante ?
Pression partielle de la vapeur d’un corps à l’équilibre entre état liquide et état gazeux
L’état Liquide
Relation de Clausius - Clapeyon
In (P1/P2) = (Lv/R)(1/T2 - 1/T1)
L’état Solide
Quels solides sont les plus ordonnés ?
Les solides cristallins
L’état Solide
Qu’entraine le passage de l’état solide à liquide ?
une diminution du volume
SAUF pour l’eau
L’état Solide
Qu’est ce que la surfusion
Lorsque certain solides amorphes peuvent rester à l’état liquide même lorsque T
Quelque soit le changement d’état, comment est la température ?
Quelque soit le changement d’état, celui-ci se fait toujours à température constante
Décomposition d’une transformation
- Augmentation de la température de A(l)
- Vaporisation à T=Teb=constante
- Augmentation de la température de A(g)
Qu’est ce que l’énergie interne ?
Energie interne U (en J) est une fonction d’état extensive
Comment se trouve l’énergie totale d’un système ?
Sous 2 formes :
- Energie cinétique
- Energie potentielle
Pour un gaz parfait, de quoi dépend U
U ne dépend que de T
Que dit le 1er principe de la thermodynamique ?
L’énergie ne peut être détruite ni créee, elle ne peut être que transformée
Echange Energie interne dans un système fermé ?
DELTA U = Uf - Ui = w + q = constante
Echange Energie interne dans un système isolé ?
Pas d’échange d’énergie donc DELTA U = 0
Comment est l’énergie interne de l’univers ?
constante
Qu’est ce que q ?
la chaleur en J
Qu’est ce que w
le travail en J
q et w sont ils des fonctions d’états ?*
Non*
Comment sont q et w
Ils sont de signe contraire
La chaleur q
sens de transfert ?
toujours du milieu le plus chaud au milieu de plus basse température
La chaleur q
Capacité calorique massique
Quantité de chaleur nécessaire pour changer la température de 1g de substance de 1K
La chaleur q
Capacité calorique molaire
Quantité de chaleur nécessaire pour changer la température de 1 mole de substance de 1K
La chaleur q
Par quoi peut elle être mesuré ?
grâce à un calorimètre
Le travail w
système isolé
w=q
Le travail w
système adiabatique
q=0
Le travail w
transformation isochore
w=0
Qu’est ce que l’enthalpie ?
la fonction d’état extensive définie par H=U+PV
Enthalpie
DETLA t, H°<0
Réaction exothermique***
= réaction qui libère de la chaleur vers le milieu extérieur*
Enthalpie
DELTA t, H°>0
Réaction endothermique**
= réaction qui absorbe de la chaleur vers le milieu extérieur
Qu’est ce que l’enthalpie d’une réaction ?
somme des enthalpie des réactions individuelles suivant lesquelles elles peuvent se décomposer
Enthalpie
H dépend il du chemin suivit ?
H est une fonction d’état et ne dépend donc pas du chemin suivi
Enthalpie
Qu’est ce que l’état standard ?
état physique le plus stable dans le CSTP
T constant et P= 1bar *
Enthalpie
Ex état standard
- H20 est liquide*
- CO2 est gazeux*
- CH4 est gazeux
Enthalpie
Donner corp simple associé et l’état standard à 298K de H
H2*, gaz
Enthalpie
Donner corp simple associé et l’état standard à 298K de C
C*, solide
Enthalpie
Donner corp simple associé et l’état standard à 298K de O
O2**, gaz
Enthalpie
Donner corp simple associé et l’état standard à 298K de N
N2, gaz
Enthalpie
Donner corp simple associé et l’état standard à 298K de Na
Na, solide
Enthalpie
Donner corp simple associé et l’état standard à 298K de Cl
Cl2, gaz
Enthalpie
Donner corp simple associé et l’état standard à 298K de Br
Br2, liquide
Enthalpie
Donner corp simple associé et l’état standard à 298K de I
I2, solide
Enthalpie
Donner corp simple associé et l’état standard à 298K de Fe
Fe, solide
Enthalpie
Qu’est ce qu’une réaction de formation ?
Réaction qui form 1 mole* d’un composé à partir de ses éléments pris dans leur état standard sous forme de corps simple*
Quel est le second principe de la thermodynamique ?
non conservatif et prévoit d’un système à l’aide de la fonction d’état intensive* entropie S
Que fait l’entropie au cours d’une réaction
Ne fait que augmenter
Variation d’entropie ; formule
dS = dq/T
Quand l’entropie augment elle ?
- nb moles gaz augmente**
- passage phase condensée à moins condensée**
- T augmente *
- V augmente
- P diminue
- Concentration diminue
Qu’est ce que l’enthalpie libre G
energie non calorifique échangeable lors d’une transformation
Enthalpie libre G
Est elle une fonction extensive
Oui
Vrai ou faux
un système en équilibre thermodynamique réalise des échanges avec le milieu extérieur
Faux, ne réalise aucun échange avec le milieu extérieur
Vrai ou faux
un système en équilibre thermodynamique a ses variables intensives (T,P) égales en tout point du système
vrai
Vrai ou faux
un système en équilibre thermodynamique a ses variables d’état extensives qui restent fixes dans le temps
Vrai
un système en équilibre thermodynamique est il un équilibre chimique ?
Non, un équilibre chimique est un état stationnaire
A l’équilibre chimique, les deux réactions chimiques ont ils la même vitesse
oui, se font à vitesse égale* , c’est un état d’équilibre dynamique
