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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 29 — #37
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LES TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE
2.4 Description d’un système physico-chimique
Un système physico-chimique est défini par la donnée des constituants physico-chimiques
qui le composent. Un constituant physico-chimique est une espèce caractérisée par sa formule chimique et par son état physique.
Définition
Plusieurs grandeurs physiques permettent de décrire la composition d’un système physicochimique.
Cas du corps pur, activité du corps pur
Un corps pur est constitué par une seule et même espèce chimique. Il convient de ne pas
confondre le corps pur avec le corps simple (espèce chimique constituée par un seul et
même élément chimique). Des grandeurs physiques évidentes permettent de décrire un système constitué par un corps pur : sa masse m, son volume V , sa quantité de matière n =
m
M
avec M masse molaire. Pour un corps pur gazeux, sa pression p peut être facilement mesurée.
La masse volumique ρ du corps pur est définie par :
ρ =
m
V
avec m et V la masse et le volume correspondant de corps pur. Un paramètre pourra être utilisé
de façon parallèle à la masse volumique, il s’agit de la densité d du corps pur. La densité est
égale au rapport de la masse volumique du corps pur à la masse volumique de référence,
les deux masses volumiques étant prises dans les mêmes conditions de température et de
pression :
d =
ρ
ρ ref .
La masse volumique de référence ρ ref correspond à la masse volumique de l’eau lorsque le
corps pur est un solide ou un liquide. Dans les conditions habituelles (pression atmosphérique et température ambiante), cette masse volumique est voisine de ρ ref = 1000 kg·m −3 .
Lorsque le corps pur est un gaz, la masse volumique de référence est celle de l’air gazeux.
Nous retiendrons dans le cas d’un corps pur gazeux l’expression utile de la densité sous la
forme :
d =
M
M (air)
avec M masse molaire du corps pur et M(air) la masse molaire de l’air (voisine de M(air) =
29 g·mol −1 ).
L’activité a i d’un constituant physico-chimique A i est une grandeur thermodynamique sans
dimension dont l’utilisation apparaîtra clairement dans la suite du cours. Cette notion sera
développée en deuxième année, mais nous accepterons à ce stade de notre étude que l’activité
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LES TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE
2.4 Description d’un système physico-chimique
Un système physico-chimique est défini par la donnée des constituants physico-chimiques
qui le composent. Un constituant physico-chimique est une espèce caractérisée par sa formule chimique et par son état physique.
Définition
Plusieurs grandeurs physiques permettent de décrire la composition d’un système physicochimique.
Cas du corps pur, activité du corps pur
Un corps pur est constitué par une seule et même espèce chimique. Il convient de ne pas
confondre le corps pur avec le corps simple (espèce chimique constituée par un seul et
même élément chimique). Des grandeurs physiques évidentes permettent de décrire un système constitué par un corps pur : sa masse m, son volume V , sa quantité de matière n =
m
M
avec M masse molaire. Pour un corps pur gazeux, sa pression p peut être facilement mesurée.
La masse volumique ρ du corps pur est définie par :
ρ =
m
V
avec m et V la masse et le volume correspondant de corps pur. Un paramètre pourra être utilisé
de façon parallèle à la masse volumique, il s’agit de la densité d du corps pur. La densité est
égale au rapport de la masse volumique du corps pur à la masse volumique de référence,
les deux masses volumiques étant prises dans les mêmes conditions de température et de
pression :
d =
ρ
ρ ref .
La masse volumique de référence ρ ref correspond à la masse volumique de l’eau lorsque le
corps pur est un solide ou un liquide. Dans les conditions habituelles (pression atmosphérique et température ambiante), cette masse volumique est voisine de ρ ref = 1000 kg·m −3 .
Lorsque le corps pur est un gaz, la masse volumique de référence est celle de l’air gazeux.
Nous retiendrons dans le cas d’un corps pur gazeux l’expression utile de la densité sous la
forme :
d =
M
M (air)
avec M masse molaire du corps pur et M(air) la masse molaire de l’air (voisine de M(air) =
29 g·mol −1 ).
L’activité a i d’un constituant physico-chimique A i est une grandeur thermodynamique sans
dimension dont l’utilisation apparaîtra clairement dans la suite du cours. Cette notion sera
développée en deuxième année, mais nous accepterons à ce stade de notre étude que l’activité
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