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CHIMIEGENERALEChap3_thermo1_2007 - Universit...

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1 Faculté de Médecine Pierre-et-Marie-Curie PCEM 1 Support de cours CHIMIE GENERALE CHAPITRE III - PREMIER PRINCIPE DE LA THERMODYNAMIQUE THERMOCHIMIE Professeur Antoine GEDEON Professeur Ariel de KOZAK (mise à jour : 28/5/2007) Université Pierre-et-Marie-Curie Pitié-Salpêtrière
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2 1. OBJECTIFS DE LA THERMODYNAMIQUE. La thermodynamique repose sur deux notions, l’énergie et l’entropie, introduites à l’aide de deux principes qui sont des affirmations déduites de l’expérience. 1.1. Premier principe. - Etudier les transferts d'énergie, chaleur (Q) et travail (W), au cours des réactions chimiques. - Déterminer Q et W dans des conditions données. 1.2. Deuxième principe (chapitre IV). - Prévoir l’évolution d’une transformati on de la matière. CHAPITRE III Premier principe de la thermodynamique - Thermochimie
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3 Système < 0 > 0 Extérieur 2. DEFINITIONS. 2.1. Notion de système en thermodynamique. Univers Le système Le milieu extérieur : le milieu étudié : le reste de l’Univers une quantité de matière dans un ballon un milieu réactionnel un organisme vivant etc ... 2.2. • Systè me ferm é aucun échange de matière avec l’extérieur, échange d’énergie possible. • Système isolé aucun é change avec l ’extérieur (ni mati ère; ni énergie). 2.3. Convention de signe. - l’énergie reçue par le système est positive - l’énergie fournie par le système est négative
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4 2.4. Etat d’un système. Un systè me est caract érisé par des variables d’é tat : P, V, T, nombre de moles n , densité d , etc… - variables extensives proportionnelles à la quantit é de matiè re (V, m, énergie ...) - variables intensives ind é pendantes de la quantit é de matiè re (P, T, d ...) Etat d’é quilibre thermodynamique les variables d’état sont invariables (constantes) en tout point du syst ème. 2.5. Transformation d’un système. P 1 ; V 1 ; T 1 P 2 ; V 2 ; T 2 Etat 1 Etat 2 Transformation isotherme : se fait à T = cte " isobare : se fait à P = cte " isochore : se fait à V = ct
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5 2.5.1. Transformation adiabatique : sans échange de chaleur. 2.5.2. Transformation réversible le système est à l’équilibre à tout instant du processus. Etat 1 Etat 2 Succession d’une infinité d’états d’équilibre La transformation se produit d’une manière lente Exemple : Balance de précision supérieure à 1 g 1kg 1kg On peut amener le système de l’état d’équilibre 1 à l’état d’équilibre 2 en ajoutant successivement 1 g sur chacun des 2 plateaux et ceci 1000 fois de suite. La sensibilité de la balance n’est pas suffisante la balance paraît en équilibre chaque fois que la différence de poids entre les 2 plateaux est de 1 g. Etat 1 1 kg sur chaque plateau Etat 2 2 kg sur chaque plateau 2.5.3. Transformation irréversible transformation spontanée, naturelle.
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