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244
En effet, le premier principe de thermodynamique nous apprend que, si le système
est gazeux, il est possible de modifier l'énergie interne du système so. it par la chaleur,
soit par le travail. La chaleur et le travail ne sont pas des fonctions d'état.
Mathématiquement :
f).Usyst = q + W
[ 4]
q est la chaleur échangée entre le système et l'environnement:
- q > 0 : le système absorbe de la chaleur ;
- q < 0 : le système dégage de la chaleur.
West le travail échangé entre le système et l'environnement:
- W > 0 : l'environnement effectue un travail sur le système (contraction du gaz);
- W < 0: le système effectue un travail (dilatation du gaz).
On définit le travail de dilatation du gaz (W) par l' expression :
W = - P ext · /).V
Dès lors, en milieu ouvert, si on substitue f).Usyst et W par leur valeur dans l'équation
[3], on obtient :
/)}/syst = f).Usyst + P ext · /).V= q + W + P ext · /).V= q - P ext · /).V+ P ext · /).V= q
- Si la chaleur quitte le système (Msyst < 0), on dit que la réaction est exothermique
(WWW).
- Si un apport de chaleur est nécessaire à l'accomplissement d'une réaction chimique,
(Msyst > 0), la réaction est endothermique.
Si le système est liquide ou solide, on ne peut modifier son énergie interne que par
échange de chaleur. En effet, comme la dilatation est négligeable, le travail échangé est
nul et f).Usyst "" /)}/sysr
La chaleur de réaction
La chaleur ne peut se mesurer directement. On sait qu'un transfert de chaleur peut s' observer entre deux objets qui ne sont pas à la même température : le transfert se produit
de l'objet le plus chaud vers l'objet le plus froid (WWW).
Il exi ste, en effet, une relation linéaire entre la chaleur et la température : q = C · f).T
C est la capacité calorifique du système (exprimée en J · K - 1 ). Elle est définie comme
la quantité de chaleur qu'il faut fournir pour élever la température d'un objet d'un degré.
La capacité calorifique spécifique C 5 (appelée souvent « chaleur spécifique ») est le
quotient de la capacité calorifique par la masse de l'échantillon :
_c
Cs - m
Ainsi , lorsqu' on veut augmenter la température d'un gramme d ' eau (pour passer de
15,5 °C à 16,5 °C), il faut fournir 4,18 Joules.
Voici, à titre d'exemple, quelques valeurs de capacités calorifiques spécifiques :
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En effet, le premier principe de thermodynamique nous apprend que, si le système
est gazeux, il est possible de modifier l'énergie interne du système so. it par la chaleur,
soit par le travail. La chaleur et le travail ne sont pas des fonctions d'état.
Mathématiquement :
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q est la chaleur échangée entre le système et l'environnement:
- q > 0 : le système absorbe de la chaleur ;
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West le travail échangé entre le système et l'environnement:
- W > 0 : l'environnement effectue un travail sur le système (contraction du gaz);
- W < 0: le système effectue un travail (dilatation du gaz).
On définit le travail de dilatation du gaz (W) par l' expression :
W = - P ext · /).V
Dès lors, en milieu ouvert, si on substitue f).Usyst et W par leur valeur dans l'équation
[3], on obtient :
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- Si la chaleur quitte le système (Msyst < 0), on dit que la réaction est exothermique
(WWW).
- Si un apport de chaleur est nécessaire à l'accomplissement d'une réaction chimique,
(Msyst > 0), la réaction est endothermique.
Si le système est liquide ou solide, on ne peut modifier son énergie interne que par
échange de chaleur. En effet, comme la dilatation est négligeable, le travail échangé est
nul et f).Usyst "" /)}/sysr
La chaleur de réaction
La chaleur ne peut se mesurer directement. On sait qu'un transfert de chaleur peut s' observer entre deux objets qui ne sont pas à la même température : le transfert se produit
de l'objet le plus chaud vers l'objet le plus froid (WWW).
Il exi ste, en effet, une relation linéaire entre la chaleur et la température : q = C · f).T
C est la capacité calorifique du système (exprimée en J · K - 1 ). Elle est définie comme
la quantité de chaleur qu'il faut fournir pour élever la température d'un objet d'un degré.
La capacité calorifique spécifique C 5 (appelée souvent « chaleur spécifique ») est le
quotient de la capacité calorifique par la masse de l'échantillon :
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Ainsi , lorsqu' on veut augmenter la température d'un gramme d ' eau (pour passer de
15,5 °C à 16,5 °C), il faut fournir 4,18 Joules.
Voici, à titre d'exemple, quelques valeurs de capacités calorifiques spécifiques :