Diapositive 1

Elment de Module 1 : Thermodynamique et Cintique ChimiquesResponsable du Module : EL HAMMIOUI MustaphaSemestre 4 - Module 2Elment de Module 2 : MathmatiquesThermodynamique Chimique

Cintique Chimique1 Sance de cours (1 H 30 min) par semaine1 Sance de cours (1 H 30 min) par semaine1 Sance de TD (1 H 30 min) par semaine1 Sance de TD (1 H 30 min) par semaine4 Sances de TP (4 Heures)+1 Sance dExamen TPElment de Module 1 : Evaluation du Module 1 : Note des Contrles : 70%

Note de TD : 10%

Note de TP : 20%COURS DE

THERMODYNAMIQUE CHIMIQUEPREMIERE PARTIE

CONSEQUENCES DES PRINCIPES DE LA THERMODYNAMIQUE Chapitre I Rappels des principes de la thermodynamique Chapitre II Evolution des grandeurs thermodynamiques avec les variables dtat T, P, V Chapitre III Evolution des grandeurs thermodynamiques avec la composition Chapitre V Stabilit des phases dun corps pur Chapitre VII Les solutions rellesDEUXIEME PARTIE :

THERMODYNAMIQUE DES MELANGES NON REACTIFS Chapitre VI Les solutions idales Chapitre IV Le potentiel chimiqueRAPPELS SUR LES PRINCIPES DE LA THERMODYNAMIQURE

CHAPITRE II-1- La thermodynamiqueLobjet de la thermodynamique est de prvoir lvolution dun corps dans des conditions bien dtermines. Cest une science qui met en vidence les relations entre les effets thermiques et les actions mcaniques aux transformations nergtiques. EFFETS THERMIQUES ET ACTIONS MECANIQUES TRANSFORMATIONS ENERGETIQUES Ltat initial et ltat finalI-2- Mise en forme dun problme thermodynamique Le systme thermodynamique et son tat Les frontires du systme et leurs volutions Un dveloppement mathmatique adquat. Les variables dtat du systmeUn systme thermodynamique est toute portion de luniverssoumise une tude thermodynamique.I-2-1- Le systme thermodynamique Les limites matrielles dun systme thermodynamique sont appeles frontires I-2-2- Les frontires du systme thermodynamique un systme ferm change uniquement de lnergie avec son milieu extrieur, un systme ouvert change la fois de lnergie et de la matire avec son milieu extrieur, un systme isol nchange ni matire ni nergie avec son milieu extrieur. Variation de certaines proprits ncessaires pour dfinir ltat dun systme. Ces proprits sont appeles I-2-3- Les variables dtatLes effets thermiques etles actions mcaniques Variables dtat ou Grandeurs dtat. Variables dtat intensives Variables dtat extensivesEnonc : Si deux systmes sont sparment en quilibre thermique avec un troisime systme, alors ils sont en quilibre thermique entre eux. I-3- Principe zro de la thermodynamique Deux systmes en quilibre thermique sont la mme temprature. BCAquilibre thermiquequilibre thermiquequilibre thermique Deux systmes qui sont la mme temprature sont en quilibre thermique. Quand lnergie disparat sous une forme, une quantit quivalente de lnergie apparat sous dautres formesI-4- Premier principe de la thermodynamique1er Postulat : Il existe des grandeurs extensives qui sont constantes lchelle de lunivers. Lnergie totale et la quantit de matire dun systme isol sont des grandeurs dtat conservatives Le premier principe affirme la conservation de lnergieSystme isolLnergie interne dun systme est la somme de toutes les nergies de toutes les particules de ce systme.

2me Postulat : Le bilan de lnergie totale dun systme dpend de sa position, de son mouvement et de sa nature propre :

3me Postulat :Ltude thermodynamique dun systme chimique ferm : Tout systme possde une nergie propre appele nergie interne U.Au cours dune transformation, la variation dnergie totale dun systme ferm est gale la somme des quantits de chaleur et des travaux changs.Lorsquun systme thermodynamique ferm quelconque subit un cycle de transformations

DU ne dpend pas du chemin suivi U est une fonction dtat DU ne dpend que de ltat initial et de ltat finalI

(W + Q) est une fonction dtat MJNAu cours dune transformation infinitsimale :

dQ : chaleur changedW : travail changTravail de traction :dW = F.dlTravail dallongement dun ressort :dW = k.dxdW = e.dqTravail dun diple lectrique :Travail des forces de pression :dW = - P.dVLe travail qui intervient gnralement en thermodynamique chimiqueest le travail des forces de pression : dW = - P.dVChaleur volume constant :

La chaleur change volume constant est gale la variation dnergie interne. Chaleur pression constante :

La chaleur change pression constante est gale la variation denthalpie. I-5- Insuffisance du Premier Principe de la ThermodynamiqueMasse deau M1T1 = 20CMasse deau M2T2= 50CMasse deau M1T1 > 20CMasse deau M2T2 < 50CLe premier principe nous renseigne sur la conservation de lnergie mais ne nous renseigne pas sur le sens dvolution de la transformation.Masse deau M1T1 < 20CMasse deau M2T2 > 50C(1)(2)P1P2P2< P2P1< P1P2> P2P1> P1P1 > P2 Transformation Inversible transformation non inversibleCertaines transformations spontanes sont inversibles si on change les conditions opratoires.Certaines transformations sont dites non inversibles, elles seffectuent dans un sens mais jamais dans le sens inverse quelque soient les conditions dans lesquelles elles sont effectues.Dtente rversible dun gazGaz

- dm- dm- dm.Dtente irrversible dun gazCest une transformation dans laquelle le systme passe par une srie infinie dtats dquilibre trs rapprochs en allant de ltat initial ltat final.Transformation quasi - statique Transformation rversible - Transformation irrversibleUne transformation rversible est une transformation quasi statique et inversible.Les transformations rversibles fournissent des rsultats qui peuventtre applicables aux transformations relles appeles transformations irrversibles. Les transformations rversibles ne sont pas relles car elles ne sont pas ralisables dans la pratiqueUtilit de transformations rversibles

I-6- Le deuxime principe de la thermodynamiqueAu cours dun cycle rversible

Au cours dun cycle irrversibleUne machine qui travaille avec un cycle de Carnot :

Tout cycle peut tre dcompos en une infinit de cycles de Carnot.Gnralit de Clausius

Considrons deux transformations rversibles partant du mme tat initial I et allant au mme tat final F. I N F M

Lingrale

est indpendante du chemin suivi. Cest une fonction dtat.

Considrons une transformation rversible IMF et une transformation irrversible INF partant du mme tat initial I et allant au mme tat final F.

I N F M

Au cours dune transformation rversibleAu cours dune transformation irrversible

Au cours dune transformation lmentaire rversibleAu cours dune transformation lmentaire irrversiblePour un systme thermiquement isol de son milieu extrieur (dQ = 0)

Le premier principe de la ThermodynamiqueLnergie totale dun systme isol est constante Le deuxime principe de la Thermodynamique Lentropie dun systme isolaugmente constammentEn rsum