On fait réagir quantitativement dans une "bombe" calorimétrique (le volume offert au mélange réactionnel reste constant) parfaitement calorifugée, un mélange constitué de 0,8 mol de dihydrogène H₂ et de 0,2 mol de dichlore Cl₂ pris à 25°C sous P° = 1 bar.

Déterminer et exprimer en kelvin, la température atteinte par le mélange gazeux obtenu, qui est constitué du chlorure d'hydrogène HCl formé et du dihydrogène en excès. On supposera les gaz parfaits.

Données : \(\Delta_fH°(HCl,g ; 298 K)\) = - 92,3 kJ.mol^-1.

C_V (HCl,g) = 20,8 J.mol^-1.K^-1

C_V (H₂,g) = 20,5 J.mol^-1.K^-1

Aide simple :

La chaleur échangée dans des conditions isochores entre la bombe calorimétrique et son environnement est nulle (le dispositif est calorifugé) : Q_V = 0

Cette quantité de chaleur est égale à la variation d'énergie interne du système, d'où : Q_V = 0 =\( \DeltaU\).

Rappel de cours :

L'équation de la réaction de formation du chlorure d'hydrogène HCl s'écrit :

\(\frac{1}{2} H_2 (g) + \frac{1}{2} Cl_2 (g) = HCl (g)\)

L'état initial et l'état final du système sont connus, et il est nécessaire de choisir un état intermédiaire du système, même si cet état est virtuel.

En général, le (ou les) état(s) intermédiaire(s) est(sont) choisi(s) de façon à faire apparaître des transformations présentant des variations connues ou calculables de la fonction d'état voulue, ici l'énergie interne.