T3 - Bilans enthalpiques
Résumé
Nous venons de voir le premier principe de la thermodynamique et l'avons appliqué à des transformations strictement physiques. Pourtant, ce premier principe est beaucoup plus général que les quelques applications que nous avons pu étudier. En particulier, il peut s'appliquer à toutes les transformations chimiques, qui sont également le siège d'échanges d'énergie. Dans ce chapitre, nous étudierons pour la première fois de l'année des réactions chimiques, par le prisme du premier principe. Pour se faire, il nous faudra dans un premier temps adapter la premier principe de la thermodynamique et définir une nouvelle fonction d'état: l'enthalpie. Nous verrons alors que cette fonction d'état s'avère très utile, et pas uniquement pour l'étude des réactions chimiques.
Capacité exigibles
La fonction d'état enthalpie
- Connaitre la définition et la signification physique de l'enthalpie.
- Connaitre la définition de la capacité thermique à pression constante.
- Connaitre et savoir appliquer le premier principe pour une transformation isobare ou monobare avec équilibre aux états initial et final.
- Savoir calculer directement un transfert thermique si la transformation est isochore, isobare, ou monobare avec équilibre aux états initial et final.
- Savoir déterminer l'enthalpie d'un gaz parfait ou d'une PCII.
- Connaitre la seconde loi de Joule et la relation de Mayer ainsi que les capacités thermiques à pression constante des GP monoatomique et diatomique.
- Savoir expliquer ce qu'est la détente de Joule-Thomson et quel est son intérêt.
Enthalpie standard de réaction
- Savoir équilibrer une réaction et construire un tableau d'avancement.
- Savoir ce qu'est un état standard/ un état standard de référence.
- Savoir calculer une enthalpie standard de réaction via la loi de Hess pour une transformation isotherme.
- Connaitre l'approximation d'Ellingham.
- Savoir faire le bilan d'enthalpie d'une réaction chimique non isotherme et en déduire le transfert thermique reçu.
- Savoir calculer la température de flamme d'une réaction effectuée dans un réacteur adiabatique.