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Ce sont ces trois fonctions d'état (P, V, T) qui permettent de définir l'équation d'état
des gaz parfaits :
P·V = n·R·T
Rest la constante des gaz parfaits: 8,314 J · mol- 1 · K- 1 .
n est la quantité de matière engagée.
En thermodynamique, trois autres fonctions d'état importantes, G, H et S, vont être
décrites.
G · l'enthalpie libre de Gibbs
Il existe en thermodynamique, une fonction d' état G, appelée enthalpie libre de Gibbs,
qui relie deux concepts importants : H , l'enthalpie, et S, l' entropie, à la spontanéité
d'une réaction chimique (WWW).
On sait, par expérience, que certains processus se produisent sans apport continu
d'énergie. De tels processus sont des processus spontanés.
Le terme « spontané » ne concerne pas la vitesse avec laquelle le processus peut se
réaliser.
Certains processus spontanés sont excessivement lents (l'oxydation de la matière
organique peut prend plusieurs années), d'autres au contrai re sont extrêmement rapides
(flash photo). On notera donc que si c'est la thermodynamique qui permet de prévoir la
spontanéité d' une réaction chimique, c'est la cinétique qui envisage si la réaction sera
rapide ou non.
En ce qui concerne les systèmes chimiques, l'enthalpie libre de Gibbs tient compte de
deux faits importants :
1) Les changements physiques et chimiques s'accompagnent très souvent de perte ou
de gain de chaleur.
2) L'énergie peut se di stribuer de p lusieurs manières dans un système chimique,
certaines distributions étant cependant plus probables que d'autres.
Mathématiquement, l' enthalpie libre de Gibbs se définit par la relation :
Gsyst = H syst - T. S syst [1]
Hsyst est l' enthalpie du système. C'est une fonction d'état reliée aux échanges de
chaleur entre le système et l'environnement.
Ssyst est l' entropie du système ou une mesure du nombre de façons dont l' énergie peut
se distribuer dans un système chimique.
Test la température exprimée en K.
La fonction d'état Ga pour objet de déterminer si une réaction chimique peut se réaliser
spontanément dans des conditions de température et de pression précises .
Comme dans l'expression [1], les trois grandeurs sont présentées comme des fonctions
d'état, on peut encore écrire :
~Gsyst = ~syst - T · M syst = Gfinale - Ginitiale
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