ENTROPIE
Notion d’entropie " S "
 

Cette grandeur rend compte du désordre d’un système physico-chimique. Sa variation mesure la variation du désordre d’un système :

DS>0 : le désordre augmente,     DS<0 : le désordre diminue

L’énergie calorifique (Q) produit du désordre (agitation thermique).

Le désordre engendré par Q est d’autant plus important que le système initial est en état de faible agitation thermique, donc à une température basse.

S = Q/T

S se mesure en Joules par degré Kelvin

Le second principe de la thermodynamique dit que, l’énergie calorifique étant la forme la plus dégradée de l’énergie,

l’entropie de l’univers ne peut qu’augmenter avec le temps
 

Réactions spontanées

 

Une réaction spontanée est irréversible.

Dans ces conditions et selon le second principe de la thermodynamique, il lui correspond un accroissement d’entropie de l’univers :

DSunivers > 0           Or DSunivers = DSsystème + DSextérieur .

D’autre part DSextérieur est provoqué par la chaleur libérée par le système, soit - DHsystème

Par conséquent : DSextérieur = - DHsystème/T

On en tire  DSunivers = DSsystème + (- DHsystème/T) > 0

T étant toujours positif : DHsystème – T.DSsystème < 0

G : Fonction d’état appelée enthalpie libre

DG = DH – T.DS

Pour un système chimique donné, si une transformation conduit à :

DG < 0 la réaction est spontanée et irréversible.
DG = 0 la réaction est réversible. Le système est en état d’équilibre et n’évolue pas.
DG > 0 la réaction ne peut pas se produire spontanément mais par un apport d’énergie de l’extérieur;

Attention : spontanée ne signifie pas qui se déclenche toute seule, mais une fois amorcée qui se poursuit spontanément :

exemple : anim_firewal.gif (42306 octets)

 

mouseani.gif (73345 octets)

D H

-

+

-

+

D S

+

-

-

+

D G

négatif

positif

dépend de T

Dépend de T

transformation

spontanée

Jamais
spontanée

Equilibre
possible

Equilibre possible

exemple

1

2

3

4

 

 

1 : C6H6 + 7,5 O2 ---------> 6 CO2 + 3 H2O
2 : 3 O2 ---------> 2 O3
3 : H2Oliquide ---------> H2Osolide           Tseuil = 273°K
4 : H2Oliquide ---------> H2Ogaz              Tseuil = 373°K

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