Cours de Thermodynamique- Chimie II-

Chapitre (I) : Introduction à la thermodynamique
I-1) Objet de la thermodynamique.......................................................1
I-2) Définitions de base....................................................................1
I-2-1) Notion de système.............................................................1
I-2-2) Etat d'un système..............................................................1
a) Variables extensives....................................................... 2
b) Variables intensives.........................................................2
I-2-3) Etat d'équilibre.................................................................2
I-2-4) Notion de fonction d'état.....................................................2
I-2-5) Les différents types de transformation......................................3
I-3) Les gaz parfaits........................................................................4
I-3-1) Equation d'état d'un gaz parfait.............................................5
I-3-2) Relations particulières entre variables d'état..............................5
a) Loi de Boyle- Mariotte.....................................................5
b) Loi de Charles..............................................................5
c) Loi de Gay-Lussac.........................................................6
I-3-3) Mélange gazeux idéal, pression partielle....................................7
I-3-4) Diagramme de Clapeyron.....................................................8
I-4) Notion de gaz réel.....................................................................10
I-5) Notion de travail et chaleur...........................................................10
I-5-1) Travail mécanique W (travail des forces de pression)....................10
I-5-2) Notion de chaleur (Q).........................................................12
a) Variation de la température, notion de capacité calorifique...........12
b) Changement de l'état physique............................................14
I-6) Principe zéro de la thermodynamique..............................................15
Chapitre (II) : Premier principe de la thermodynamique
II-1) L'énergie interne U.............................................................................17
II-2) Enoncé du premier principe de la thermodynamique.......................................17
II-3) Applications du premier principe aux gaz parfaits..........................................18
II-3-1) Energie interne d'un gaz parfait......................................................19
II-3-2) La fonction enthalpie H...............................................................18
II-3-3) Applications aux transformations thermomécaniques.............................19
II-3-3-1) Transformation isochore...................................................19
II-3-3-2) Transformation isobare.....................................................19
II-3-3-3) Transformation isotherme..................................................20
II-3-3-4) Transformation adiabatique...............................................20
II-4) Applications aux réactions chimiques.......................................................22
II-4-1) Chaleur de réaction.....................................................................22
II-4-2) Loi de Hess..............................................................................23
II-4-3) Enthalpie standard de formation ................................................25
II-4-4) Détermination de la chaleur de réaction ( ) à partir de ..................25
II-4-5) Calcul des chaleurs de réaction à différentes températures (Relation de Kirchhoff) ................................................................................26
II-4-6) Energie de liaison........................................................................28
a) Energie d'une liaison covalente...................................................28
b) Calcul des énergies de liaisons....................................................29
II-4-7) Energie réticulaire d'un cristal........................................................30
Chapitre (III) : Deuxième principe de la thermodynamique
Introduction...................................................................................................................32
III-1) La fonction entropie............................................................................32
III-1-1) Définition thermodynamique........................................................32
III-1-2) Signification physique...............................................................33
III-2) Enoncé du 2ème principe........................................................................33
III-3) Variation de l'entropie avec la température.................................................35
III-4) Variation de l'entropie pour les changements de phase...................................36
III-5) Entropie des solides et des liquides..........................................................36
III-6) Expression de l'entropie pour les gaz parfaits .............................................37
III-7) Application du 2ème principe aux machines thermiques...................................37
III-7-1) Définition d'une machine thermique...............................................37
III-7-2) Cycle de Carnot (moteur idéal).....................................................39
III-7-3) Expression des rendements.........................................................40
Chapitre (IV) : Le troisième principe de la thermodynamique
IV-1) Enoncé du 3ème principe.......................................................................42
IV-2) Entropie d'un corps pur.......................................................................42
IV-3) L'entropie d'une réaction chimique.........................................................45
IV-4) Variation de avec la température......................................................46