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64 Les énergies
en thermodynamique
1. EN QUELQUES MOTS…
La thermodynamique permet d’étudier les variations d’énergie d’un système qui passe d’un
état initial à un état final au cours d’une transformation. On peut utiliser différents types
d’énergie (U, H, G, F) ou de grandeurs associées à l’énergie (S).
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
a) L’énergie interne U
Considérons une transformation qui affecte un système. En chimie, on utilise l’énergie interne
(notée U ; unités en Joules : J). Elle représente l’énergie propre du système dans lequel a lieu
la réaction chimique (énergies de translation, rotation, vibration des molécules, énergies de
liaisons entre atomes).
La variation d’énergie interne (notée ∆U) qui a lieu au cours d’une réaction chimique correspond à un échange de chaleur avec l’extérieur lorsque le volume du système est maintenu
constant.
Ce résultat est fondamental. En effet, la chaleur est une grandeur expérimentalement accessible. Sa mesure lors d’une expérience à volume constant donne un accès direct à la variation
d’énergie du système lors de la réaction.
b) L’enthalpie H
Dans de nombreuses expériences, les systèmes sont étudiés en maintenant la pression constante.
On introduit alors une nouvelle énergie, l’enthalpie H (unités en Joules : J) qui est définie
comme :
La variation d’enthalpie (notée ∆H) qui a lieu au cours d’une réaction chimique correspond à
un échange de chaleur avec l’extérieur si la pression du système est constante. L’enthalpie est
donc une énergie « fabriquée » pour que sa variation corresponde à une grandeur expérimentalement mesurable à pression constante.
Système dont
le volume est constant
Extérieur
Variation d'énergie ∆U
Réactifs
Produits
Chaleur échangée avec l'extérieur = ∆U
H U PV
= +
9782100562862-Verchier.fm Page 160 Jeudi, 17. mars 2011 12:11 12
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en thermodynamique
1. EN QUELQUES MOTS…
La thermodynamique permet d’étudier les variations d’énergie d’un système qui passe d’un
état initial à un état final au cours d’une transformation. On peut utiliser différents types
d’énergie (U, H, G, F) ou de grandeurs associées à l’énergie (S).
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
a) L’énergie interne U
Considérons une transformation qui affecte un système. En chimie, on utilise l’énergie interne
(notée U ; unités en Joules : J). Elle représente l’énergie propre du système dans lequel a lieu
la réaction chimique (énergies de translation, rotation, vibration des molécules, énergies de
liaisons entre atomes).
La variation d’énergie interne (notée ∆U) qui a lieu au cours d’une réaction chimique correspond à un échange de chaleur avec l’extérieur lorsque le volume du système est maintenu
constant.
Ce résultat est fondamental. En effet, la chaleur est une grandeur expérimentalement accessible. Sa mesure lors d’une expérience à volume constant donne un accès direct à la variation
d’énergie du système lors de la réaction.
b) L’enthalpie H
Dans de nombreuses expériences, les systèmes sont étudiés en maintenant la pression constante.
On introduit alors une nouvelle énergie, l’enthalpie H (unités en Joules : J) qui est définie
comme :
La variation d’enthalpie (notée ∆H) qui a lieu au cours d’une réaction chimique correspond à
un échange de chaleur avec l’extérieur si la pression du système est constante. L’enthalpie est
donc une énergie « fabriquée » pour que sa variation corresponde à une grandeur expérimentalement mesurable à pression constante.
Système dont
le volume est constant
Extérieur
Variation d'énergie ∆U
Réactifs
Produits
Chaleur échangée avec l'extérieur = ∆U
H U PV
= +
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