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En effet, pour une réaction chimique: t:. Hsyst = Hproduits - Hréactifs ou t:.Hsyst = t:. Usyst + Pext · t:. V
+ V · t:. Pext
En travaillant à pression constante, t:. Pext = 0 : t:. Hsyst = t:.Usyst + Pext · t:. V
Comme les liquides et les solides ont des coefficients de dilatation négligeables , t:. V est nul :
t:.Hsyst = t:. Usyst
5.
Convertissons tout d'abord les capacités calorifiques (ou spécifiques) en joules par gramme et par
Kelvin (1 cal = 4, 1 8 J) :
Cs(AI) = 0,215 cal· g- l · K- 1 = 0,899 J . g- 1 . K- 1
Cs(Cu) = 0,092 cal · g- 1 · K- 1 = 0,385 J. g- 1 . K- 1
Pour calculer la capacité calorifique molaire de chacun des solides, nous multiplions la chaleur
massique par la masse molaire de chacun des atomes :
Cm(AI) =Cs (Al) X MAI= 0 ,899 J · g- l · K- l X 26,98 g · mol- l = 24,25 J · mol- 1 · K- 1
Cm(Cu) =Cs (Cu) x Me u= 0 ,38 5 J · g- 1 · K- 1 x 63,55 g · mo1- 1 = 24,47 J · mol- 1 . K- 1
Finalement pour calculer la quantité de chaleur nécessaire pour faire passer une mole de substance
de 20 °C à 50 °C (t:. T = 30 °C ou 30 K), nous utili sons la relation : q = n · Cm · t:. T
qAl (s) = 1 mol x 24,25 J · mo1- 1 · K- 1 x 30 K = 727,5 J
qCu(s) = 1 mol x 24,47 J · mo1- 1 · K- 1 x 30 K = 734,1 J
6.
Pour calculer la quantité d 'é nergie nécessaire pour faire passe r une mole de substance de 18 °C à
40 °C (t:. T = 22 °C ou 22 K), nous utilisons la relation : q = n · Cm · t:. T.
7.
qC
2
H
6
(g) = 1 mol x 52,63 J · mo1- 1 . K- 1 x 22K = 1157,9 J
qN, (g) = 1 mol x 29, 12 J · mo1- 1 · K- 1 x 22 K = 640,6J
Les valeurs obtenues sont différentes à cause des capacités calorifiques molaires différentes des
deux substances. En effet, C 2 H 6 (g) est une molécu le plu s complexe que N 2 (g) et possède, de ce
fait, une capacité calorifique plus élevée.
N'oublion s pas que les capacités calorifiques (ou chaleurs spécifiques) sont différente s d'une
substance à l'autre, elles so nt associées aux deg rés de liberté de mouvement dont dispose la subs·
tance pour di ss iper et répartir la chaleur en son se in .
Seul s 60 % de la chaleur de combustion de l'éthane gazeux (C 2 H 6 ) peuvent être récupérés :
soit 60 % x 1 560 kJ = 936 kJ
Nou s désirons chauffer 50,0 kg d'eau de 10 °C à 110 °C. Conve rt issons la masse d'eau en no mbre
de moles:
mH,0
50 · 1 0 3 g
n
- - - -
= 2 774,7 mol
H, O - MH 0 - 18,02 g . mo1- 1
2
Tenant compte des capacités calorifique s molaires et de la variation d'enthalpie standard de vaporisation, calculo ns la quantité d e chaleur nécessaire à ce chauffage :
q = n ·Cm · t:.T
phase liquide
1 0 °C --> 1 OO °C
(t:. T= 90 K)
c ha nge me nt d'état
(100 °C)
+ n ·Cm· t:.T
phase liquide
1 OO °C --> 11 0 °C
(t:.T= 10 K)
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5.
Convertissons tout d'abord les capacités calorifiques (ou spécifiques) en joules par gramme et par
Kelvin (1 cal = 4, 1 8 J) :
Cs(AI) = 0,215 cal· g- l · K- 1 = 0,899 J . g- 1 . K- 1
Cs(Cu) = 0,092 cal · g- 1 · K- 1 = 0,385 J. g- 1 . K- 1
Pour calculer la capacité calorifique molaire de chacun des solides, nous multiplions la chaleur
massique par la masse molaire de chacun des atomes :
Cm(AI) =Cs (Al) X MAI= 0 ,899 J · g- l · K- l X 26,98 g · mol- l = 24,25 J · mol- 1 · K- 1
Cm(Cu) =Cs (Cu) x Me u= 0 ,38 5 J · g- 1 · K- 1 x 63,55 g · mo1- 1 = 24,47 J · mol- 1 . K- 1
Finalement pour calculer la quantité de chaleur nécessaire pour faire passer une mole de substance
de 20 °C à 50 °C (t:. T = 30 °C ou 30 K), nous utili sons la relation : q = n · Cm · t:. T
qAl (s) = 1 mol x 24,25 J · mo1- 1 · K- 1 x 30 K = 727,5 J
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6.
Pour calculer la quantité d 'é nergie nécessaire pour faire passe r une mole de substance de 18 °C à
40 °C (t:. T = 22 °C ou 22 K), nous utilisons la relation : q = n · Cm · t:. T.
7.
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2
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(g) = 1 mol x 52,63 J · mo1- 1 . K- 1 x 22K = 1157,9 J
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Les valeurs obtenues sont différentes à cause des capacités calorifiques molaires différentes des
deux substances. En effet, C 2 H 6 (g) est une molécu le plu s complexe que N 2 (g) et possède, de ce
fait, une capacité calorifique plus élevée.
N'oublion s pas que les capacités calorifiques (ou chaleurs spécifiques) sont différente s d'une
substance à l'autre, elles so nt associées aux deg rés de liberté de mouvement dont dispose la subs·
tance pour di ss iper et répartir la chaleur en son se in .
Seul s 60 % de la chaleur de combustion de l'éthane gazeux (C 2 H 6 ) peuvent être récupérés :
soit 60 % x 1 560 kJ = 936 kJ
Nou s désirons chauffer 50,0 kg d'eau de 10 °C à 110 °C. Conve rt issons la masse d'eau en no mbre
de moles:
mH,0
50 · 1 0 3 g
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= 2 774,7 mol
H, O - MH 0 - 18,02 g . mo1- 1
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Tenant compte des capacités calorifique s molaires et de la variation d'enthalpie standard de vaporisation, calculo ns la quantité d e chaleur nécessaire à ce chauffage :
q = n ·Cm · t:.T
phase liquide
1 0 °C --> 1 OO °C
(t:. T= 90 K)
c ha nge me nt d'état
(100 °C)
+ n ·Cm· t:.T
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1 OO °C --> 11 0 °C
(t:.T= 10 K)
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