A-CD-EF-IJ-OP-ST-Z
A-C
Adiabatique

Si une transformation s'effectue sans échange de chaleur avec le milieu extérieur, elle est adiabatique (par exemple si le système est un calorimètre parfaitement isolé)

Avancement de réaction

Pour une réaction écrite sous la forme , l'avancement de réaction se définit de façon différentielle :

représente la quantité de matière (mol) du constituant i et son coefficient stœchiométrique (positif pour un produit, négatif pour un réactif).

a la dimension d'une quantité de matière (mol) puisqu'un coefficient stoechiométrique est sans dimension.

L'intégration conduit à

et sont les quantités de i à un instant donné et à l'état initial.

Calorimétre

un calorimétre " idéal " est un système isolé ; un calorimètre est une bouteille thermos (qui empêche les échanges de chaleur avec le milieu extérieur) soigneusement fermée par un bouchon (qui empéche les échanges de matière). Ce type de système sera souvent utilisé pour déterminer par exemple des chaleurs de réaction. La technique utilisant les propriétés des calorimétres s'appelle la calorimétrie.

Capacité calorifique

Il s`agit de la quantité d'énergie thermique à fournir à un système pour élever sa température de 1°C. On distingue Cp, capacité calorifique à pression constante et Cv, à volume constant.

La capacité calorifique molaire en correspond à un système défini comme une mole d`un composé,

La capacité calorifique massique en ou correspond à un système défini par l'unité de masse (kg ou g) d`un composé. (on emploie parfois l`expression `chaleur massique`ou l'expression 'chaleur spécifique '...)

La capacité calorifique d`un système en correspond à celle du contenu du système et du contenant c`est à dire celle de l`enceinte calorimétrique elle-même. Cette dernière est parfois exprimée comme la masse d`eau ayant la même capacité calorifique que le calorimètre, c`est la valeur en eau du calorimètre

Lorsque les variations de température sont faibles et que cette température T n`est pas trop éloignée de 298K, on pourra, en première approximation considérer les Cp indépendants de T soit Cp # Cp 298 ; sinon, il faudra tenir compte de l`expression empirique des Cp trouvée dans les tables :

chaleur

Forme d'énergie dont l'augmentation se traduit généralement par une augmentation de température . Cette énergie est dite de transfert.

Lorsqu'un système reçoit cette forme d'énergie, sa température T augmente généralement sauf dans le cas où le système est le siège d'un changement d'état physique ; dans ce dernier cas la température reste constante et on parle de chaleur latente.

Chaleur de réaction

Pour une transformation chimique isotherme se déroulant à pression constante, la chaleur mise en jeu peut être assimilée à l'enthalpie de réaction multipliée par l'avancement de réaction

Pour une transformation chimique isotherme se déroulant à volume constant, la chaleur mise en jeu peut être assimilée à l'énergie interne de réaction multipliée par l'avancement de réaction

Corps simple, corps composé

Lorsqu'une molécule est formée par association d'atomes d'un même élément chimique, le composé chimique obtenu est appelé corps simple.

Exemple de formules chimiques de corps simples :

Lorsqu'une molécule est formée par association d'atomes correspondant à des éléments chimiques différents, le composé chimique est appelé corps composé.

Exemple de formules chimiques de corps composés :

Cp

Il s`agit de la quantité de l'énergie thermique à fournir à un système pour élever sa température de 1°C. On distingue Cp, capacité calorifique à pression constante et Cv, à volume constant.

La capacité calorifique molaire en correspond à un système défini comme une mole d`un composé,

La capacité calorifique massique en ou correspond à un système défini par l'unité de masse (kg ou g) d`un composé. (on emploie parfois l`expression `chaleur massique`ou l'expression 'chaleur spécifique '...)

La capacité calorifique d`un système en correspond à celle du contenu du système et du contenant c`est à dire celle de l`enceinte calorimétrique elle-même. Cette dernière est parfois exprimée comme la masse d`eau ayant la même capacité calorifique que le calorimètre, c`est la valeur en eau du calorimètre

Lorsque les variations de température sont faibles et que cette température T n`est pas trop éloignée de 298K, on pourra, en première approximation considérer les Cp indépendants de T soit Cp # Cp 298 ; sinon, il faudra tenir compte de l`expression empirique des Cp trouvée dans les tables :

D-E
Endothermique et exothermique

Lorsqu'au cours d'une transformation le système reçoit de la chaleur , la transformation est dite endothermique ; si au contraire le système perd de la chaleur au profit du milieu extérieur, la transformation est exothermique.

Par convention, on compte positivement ce qui est reçu par le système, une réaction exothermique à pression constante a donc une enthalpie de réaction négative et une réaction endothermique une enthalpie de réaction positive.

énergie

signifiant à l'origine "capacité de travail" , l'énergie d'un système correspond à ses capacités de "contenir une réserve de travail".

Énergie interne U

La variation de l'énergie interne d'un système fermé est égale à la somme de la chaleur Q et du travail W échangés entre le système et le milieu extérieur au cours d'une transformation.

Pour une transformation effectuée à volume constant, W est nul et ; La variation d'énergie interne correspond donc à la chaleur de réaction pour une transformation à volume total constant.

U est une fonction d'état.

Enthalpie de réaction

C'est la variation d'enthalpie d'un système dans lequel se produit une réaction évoluant dans des conditions idéales (gaz parfaits, solutions idéales) lorsque l'avancement de réaction : est égal à 1 mol.

On note cette enthalpie de réaction

L'enthalpie de réaction est appelée enthalpie standard de réaction lorsque tous les composés (réactifs et produits) sont dans leur état standard. Pour des systèmes idéaux (gaz parfaits , solutions idéales ...) on peut assimiler et

Enthalpie H

La fonction d'état H est définie à partir de l'énergie interne U, de la pression p et du volume V :

La variation d'enthalpie est la chaleur de réaction Qp pour une transformation effectuée à pression constante.

État standard (ou état de référence)

Un composé est dans son état standard lorsque son activité vaut 1. La définition de l'état standard peut varier suivant l'état physique de l'espèce (voir le tableau des états standard )

Les tables de données thermodynamiques donnent des grandeurs d'état ou des grandeurs de réactions lorsque les espèces chimiques mises en jeu se trouvent dans leur état standard.

Par convention, la grandeur thermodynamique standard est notée avec l'exposant ° (par exemple )

Extensive (grandeur)

Une grandeur est extensive si elle dépend des dimensions du système. Dans le cas contraire, elle est intensive.

Par exemple , la masse, le volume, la quantité de matière sont des grandeurs extensives, la température , la concentration, la masse volumique sont des paramètres intensifs.

F-I
grandeur d'état

On dit d'une grandeur qu'elle est une grandeur d'état si, lors d'une transformation de l'état initial A à l'état final B, sa variation est indépendante du chemin parcouru pour aller de l'état A vers l'état B.

Par exemple, si le système est un individu se déplaçant sur une pente du point A jusqu'au point B, l'énergie potentielle pourra être considérée comme une grandeur d'état mais non la distance parcourue.

Intensive (grandeur)

Une grandeur est intensive si elle ne dépend pas des dimensions du système. Dans le cas contraire, elle est extensive.

Par exemple , la masse, le volume, la quantité de matière sont des grandeurs extensives, la température , la concentration, la masse volumique sont des paramètres intensifs.

isobare, isochore, isotherme

Si une transformation a lieu à température constante, elle est isotherme ; si elle se produit à pression constante, elle est isobare enfin si la transformation s'effectue à volume constant elle est isochore..

J-O
Loi de Hess

Décrire l'évolution d'un système au moyen d'un fonction d'état permet d'utiliser divers chemins pour passer d'un état initial à un état final. La variation de cette fonction d'état est alors indépendante du chemin suivi. Ainsi, la chaleur dégagée ou reçue lors d'une réaction ne dépend que de l'état initial et de l'état final si la transformation s'effectue soit à volume constant, soit à pression constante. Elle ne dépend pas du chemin parcouru pour aller de l'état initial à l'état final.

La loi de Hess découle donc directement de l'application du premier principe de la thermodynamique. C'est en fait l'application de ce premier principe à une transformation cyclique

on l'écrira :

à V constant = 0 ou à p constante = 0

mol

Quantité de matière correspondant à molécules (ou atomes).

Le nombre N est le nombre d'Avogadro.

Le symbole de la mole s'écrit mol ; c'est l'unité de quantité de matière.

notation

notation

Une réaction chimique peut s'écrire avec la notation

dans laquelle représentent les coefficients stoechiomètriques (positifs pour les produits, négatifs pour les réactifs)

et les espèces impliquées dans la réaction.

Par exemple, la réaction se lit alors :

P-S
premier principe de la thermodynamique : loi de conservation de l'énergie.

Au cours d'une transformation, l'énergie n'est ni créée ni détruite : elle peut être convertie d'une forme en une autre (travail, chaleur), mais la quantité totale d'énergie reste invariable.

Cette loi constitue le premier principe de la thermodynamique :

l'énergie du système + celle du milieu extérieur est constante lors d'une transformation, quelle que soit la nature de cette transformation.

pression

C'est une force F exercée sur une surface S : la pression est alors définie comme le rapport .

L'unité de pression dans le système international d'unités (SI) est le Pa (Pascal) : .

D'autres unités sont fréquemment utilisées :

le bar : , 1 bar est la pression de référence pour définir l'état standard des gaz.

l'atmosphère : , l'atmosphère est une ancienne unité de pression.

le torr ou mm de mercure (mm Hg) : 1 torr = 145,2 Pa (1 atm = 760 mm Hg)

La pression de n mol de gaz parfait contenu dans un système de volume connu à une température déterminée se calcule en exploitant la loi des gaz parfaits.

produits

Dans une réaction chimique, on appelle réactifs les composés qui disparaissent (ici A et B) et produits ceux qui se forment (ici C et D). Les coefficients stoechiométriques rendent compte des proportions dans lesquelles les réactifs se combinent et les produits se forment. Ce sont des nombres entiers liés à chacun des réactifs et des produits de la façon suivante :

réactif

Dans une réaction chimique, on appelle réactifs les composés qui disparaissent (ici A et B) et produits ceux qui se forment (ici C et D). Les coefficients stœchiométriques rendent compte des proportions dans lesquelles les réactifs se combinent et les produits se forment. Ce sont des nombres entiers liés à chacun des réactifs et des produits de la façon suivante :

système

C'est le nom donné à la portion de l'espace que l'on étudie ( un réacteur et son contenu par exemple) ; ce qui n'est pas le système est le milieu extérieur.

L'un des objectifs de la thermodynamique est de prévoir quels seront les échanges d'énergie entre le système et le milieu extérieur lors d'une transformation.

T-Z
température

La température d'un système est liée à l'énergie cinétique moyenne des molécules de ce système : plus la température augmente, plus la vitesse de déplacement des molécules augmente.

Lorsqu'un système reçoit de la chaleur Q , sa température T augmente généralement en relation avec la capacité calorifique C du système :

si le système n'est pas le siège d'un changement d'état physique on a la relation

si au contraire un changement d'état physique (fusion, ébullition,...) se produit, la température reste constante tant que le changement d'état n'est pas terminé.

On utilise principalement deux échelles de température : l'échelle de Kelvin dans laquelle une température ne peut pas être négative . Le symbole du degré Kelvin est K.

L'échelle de Celsius ou centigrade fondée sur la température de fusion de la glace pour définir le zéro et sur l'ébullition de l'eau pour définir 100 dégrés Celsius. Le symbole du degré Celsius est °C.

Ainsi ou encore :

Dans la plupart des lois thermodynamiques il faut exprimer la température en K, par exemple dans la loi des gaz parfaits .

transformation chimique (ou réaction chimique)

Une transformation correspond à un changement de l'état d'un système .

Une transformation chimique (ou réaction chimique) implique en outre la rupture ( et / ou la formation ) d'une ou plusieurs liaisons chimiques.

On peut écrire l'équation de réaction de façon "mathématique " :

où Xi représente un réactif si le coefficient stœchiométrique associé vi est négatif et un produit si vi est positif.

travail

(mécanique) : énergie correspondant au produit scalaire d'une force F par le déplacement l de son point d'application.

En thermodynamique chimique, on considère le travail des forces de pression qui s'écrit sous forme différentielle Le signe moins permet de respecter la convention, c'est à dire par exemple que lorsque V augmente, ( ), le système fournit du travail ( ).

volume

Caractérise la taille d'un système.

L'unité de volume est le cube de l'unité de longueur.

L'unité de volume du système international d'unité (SI) est donc le (métre cube).

Les chimistes utilisent souvent d'autres unités de volume , par exemple pour les concentrations que l'on exprime fréquemment en ou les masses volumiques en .

1 L (litre) = 1 = et un .