Chapitre 5
Thermodynamique
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CM
x :
ai
>Q .
O
U
O b jectifs
La thermodynamique constitue une des bases de la science moderne. Elle se consacre
à l’étude de l’énergie d’un système, sous toutes les formes que celle-ci peut adopter, et à ses variations lorsque le système évolue (fiches 69 à 74). Elle peut ainsi
prévoir si une évolution est possible et, dans ce cas, à quels échanges d’énergie
l’évolution conduit. Ainsi, elle permet d’accéder à la quantité de chaleur qu’une réaction chimique dégage ou absorbe lorsqu’elle se produit. La thermodynamique s’est
construite sur des principes dont les conséquences ont toujours été vérifiées. Elle a
introduit des fonctions thermodynamiques fondamentales, les fonctions d’état.
Le premier principe de la thermodynamique (fiches 75 à 84) stipule que lors
d’échanges entre le système et le milieu extérieur, l’énergie est globalement
conservée. On définit ainsi l’énergie interne du système dont, au cours de l’évolution, seules les variations peuvent être connues. Ces variations sont la somme de
la chaleur et du travail échangés. L’intérêt des transformations d’un système sous
une pression constante conduit à introduire une fonction d’état nouvelle, l’enthalpie. Ces notions sont appliquées aux réactions chimiques.
Le second principe (fiches 85 à 93) introduit une nouvelle fonction d’état, l’entropie,
qui peut être directement reliée, soit à l’état de désordre du système, soit à la chaleur
échangée. L’entropie étant nulle à 0 K, elle peut être connue de manière absolue.
Deux nouvelles fonctions d’état incluant l’entropie et les énergies libres de Helmhoitz
et de Gibbs sont introduites. Il devient alors possible de prévoir le caractère spontané
d’une réaction chimique. Néanmoins, la thermodynamique ne dit rien sur la cinétique
de l’évolution du système.
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à l’étude de l’énergie d’un système, sous toutes les formes que celle-ci peut adopter, et à ses variations lorsque le système évolue (fiches 69 à 74). Elle peut ainsi
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l’évolution conduit. Ainsi, elle permet d’accéder à la quantité de chaleur qu’une réaction chimique dégage ou absorbe lorsqu’elle se produit. La thermodynamique s’est
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Le premier principe de la thermodynamique (fiches 75 à 84) stipule que lors
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conservée. On définit ainsi l’énergie interne du système dont, au cours de l’évolution, seules les variations peuvent être connues. Ces variations sont la somme de
la chaleur et du travail échangés. L’intérêt des transformations d’un système sous
une pression constante conduit à introduire une fonction d’état nouvelle, l’enthalpie. Ces notions sont appliquées aux réactions chimiques.
Le second principe (fiches 85 à 93) introduit une nouvelle fonction d’état, l’entropie,
qui peut être directement reliée, soit à l’état de désordre du système, soit à la chaleur
échangée. L’entropie étant nulle à 0 K, elle peut être connue de manière absolue.
Deux nouvelles fonctions d’état incluant l’entropie et les énergies libres de Helmhoitz
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