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CHAP. 2 – LE POTENTIEL CHIMIQUE DU CORPS PUR
1.2 Grandeurs molaires
Soit Y une grandeur extensive quelconque (par exemple U, S, V, F, G, H). Cette
grandeur Y est proportionnelle à la quantité de matière du système lorsque celui-ci
ne comporte qu’un seul constituant.
Soit n la quantité de matière du système. Il est possible de construire pour une grandeur extensive Y quelconque, une grandeur intensive Y m associée (grandeur molaire)
définie par :
Y m = Y /n.
Exemple : Un gaz parfait, dont l’équation d’état est pV = nRT , est de volume
molaire V m =
V
n
=
RT
p
, soit à T = 298 K et sous la pression p = 1 bar :
V m =
8, 314 × 298
10 5
= 24,8.10
−3 m
3
·mol
−1
= 24,8 L·mol
−1
.
L’eau liquide a, en revanche, un volume molaire de 18.10 −3 L·mol −1 , soit un milieu
environ mille fois plus dense.
1.3 Variables d’état
Une fois précisée la quantité de matière présente dans le système à un seul constituant, de quelle information est-il nécessaire de disposer pour connaître le comportement thermodynamique du système ? Cela revient à connaître les variables d’état
définissant le système. Il n’existe pas de réponse universelle à la question. Cela dépend de la nature physique du système et du degré de précision souhaité.
Deux variables intensives sont en général suffisantes pour décrire les propriétés thermodynamiques de la plupart des corps purs usuels, en tout cas ceux utilisés dans la
plupart des réactions chimiques. Ces deux variables peuvent être, par exemple, la
température et la pression. Ces deux paramètres intensifs correspondent aux deux
formes d’énergie qu’échangent la plupart des systèmes avec l’extérieur : transfert
thermique et transfert mécanique.
Notons que, pour un liquide ou pour un solide, la pression a peu d’influence sur
les propriétés thermodynamiques. Si la pression varie assez peu et si on se contente
d’une description approchée du système, une grandeur intensive associée à un corps
pur solide ou liquide ne dépend que de la température.
Ce choix de deux paramètres intensifs est une approximation. Considérons de l’eau
liquide. Cette matière interagit faiblement avec les champs électrique et magnétique.
Comme les échanges d’énergie observés lors d’une variation du champ électrique ou
du champ magnétique sont très faibles devant ceux mis en jeu pour élever la température de 1 K, l’action de
−
→
E et
−
→
B est en général négligée.
CHAP. 2 – LE POTENTIEL CHIMIQUE DU CORPS PUR
1.2 Grandeurs molaires
Soit Y une grandeur extensive quelconque (par exemple U, S, V, F, G, H). Cette
grandeur Y est proportionnelle à la quantité de matière du système lorsque celui-ci
ne comporte qu’un seul constituant.
Soit n la quantité de matière du système. Il est possible de construire pour une grandeur extensive Y quelconque, une grandeur intensive Y m associée (grandeur molaire)
définie par :
Y m = Y /n.
Exemple : Un gaz parfait, dont l’équation d’état est pV = nRT , est de volume
molaire V m =
V
n
=
RT
p
, soit à T = 298 K et sous la pression p = 1 bar :
V m =
8, 314 × 298
10 5
= 24,8.10
−3 m
3
·mol
−1
= 24,8 L·mol
−1
.
L’eau liquide a, en revanche, un volume molaire de 18.10 −3 L·mol −1 , soit un milieu
environ mille fois plus dense.
1.3 Variables d’état
Une fois précisée la quantité de matière présente dans le système à un seul constituant, de quelle information est-il nécessaire de disposer pour connaître le comportement thermodynamique du système ? Cela revient à connaître les variables d’état
définissant le système. Il n’existe pas de réponse universelle à la question. Cela dépend de la nature physique du système et du degré de précision souhaité.
Deux variables intensives sont en général suffisantes pour décrire les propriétés thermodynamiques de la plupart des corps purs usuels, en tout cas ceux utilisés dans la
plupart des réactions chimiques. Ces deux variables peuvent être, par exemple, la
température et la pression. Ces deux paramètres intensifs correspondent aux deux
formes d’énergie qu’échangent la plupart des systèmes avec l’extérieur : transfert
thermique et transfert mécanique.
Notons que, pour un liquide ou pour un solide, la pression a peu d’influence sur
les propriétés thermodynamiques. Si la pression varie assez peu et si on se contente
d’une description approchée du système, une grandeur intensive associée à un corps
pur solide ou liquide ne dépend que de la température.
Ce choix de deux paramètres intensifs est une approximation. Considérons de l’eau
liquide. Cette matière interagit faiblement avec les champs électrique et magnétique.
Comme les échanges d’énergie observés lors d’une variation du champ électrique ou
du champ magnétique sont très faibles devant ceux mis en jeu pour élever la température de 1 K, l’action de
−
→
E et
−
→
B est en général négligée.