Enthalpie

formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 17 Application du second principe 46 17.1 Enthalpie libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 17.2 Système de composition variable : potentiel chimique . . . . . . . . 47 17.3 Différentes expressions du potentiel chimique et activités . . . . . . 47 18 Enthalpie libre de réaction – évolution d’un système – équilibre chimique 49 18.1 Enthalpie libre de réaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 18.2 Quotient de réaction

d’état, combinaison linéaire des fonctions d’état énergie interne, volume et pression. Cette nouvelle fonction d’état s’appelle enthalpie et se note H : H = U + P.V Avec (H = Qp= ( m Cp.dT Remarques : -La fonction enthalpie ne peut être déterminée en valeur absolue, on ne peut mesurer que des variations au cours des transformations. -La fonction enthalpie est particulièrement importante en chimie du fait que la majorité des réactions chimiques ont lieu sous la pression atmosphérique;

d’ouverture des portes Ventilation mécanique Ventilation naturelle " * * e RA v Q qv h t D = en kJ " * * e ch RA v Q n V h D = Pour un bilan sur 24h ra i e QRA = k * * i * S * H * 1 - * Dh*C r r t r en kJ Dh = enthalpie de l’air extérieur – enthalpie de l’air intérieur en kJ*kg1 (voir annexe 9 pour la lecture de l’enthalpie et du volume spécifique) qv = débit volumique d’air extérieur entrant dans la chambre en m3*s1 ve’’ = volume massique ou spécifique de l’air extérieur en

δW = - pdv Centre Universitaire d ElBayadh - Faculté des Sciences Thermodynamique chimique 14 D’où la chaleur : On définit une nouvelle fonction thermodynamique H appelée enthalpie par : H = U+PV dH = dU+Pdv H est une fonction d’état à ( p =cst) (1)……….. Qp= H2-H1 = ∆H Convention de signe Exothermique

endothermique C + O2  CO2 ΔH= 393 kJ/mol CO2  C + O2 ΔH’= +393 KJ/mol 2C + 2O2  2 CO2 ΔH ‘’= 2*ΔH Etat standard: corps pur de l’état le plus stable à une température donnée de 1 bar. Les concentrations sont de 1mol.L-1 Enthalpie de formation ΔH associé à la réaction de formation d’une mole de composé à partir des corps simples (= même type d’atomes dans la molécule) ΔfH (CH3OH) C + 2H2 + 1/2 O2  CH3 OH (l) ΔfH(O2)= ?????????????????? Application

combustion (primaire + secondaire) 1 28 Rapport de stage technique H air : Enthalpie de l’air en GTE kj.kg 1 , c’est la Totale énergie (chaleur) contenue dans le poids spécifique de l’air (Par convention, considéré comme nul à 0°C). L'enthalpie inclut la chaleur sensible et la chaleur latente contenues dans l’air. Selon la température et la pression en peut déterminer cette enthalpie à travers le diagramme de psychométrique (annexe.fig.3) ou des tableaux. c) Puissance apporté

augmentation d'une entropie totale un système va évoluer vers sont état le plus probable - échanges d'entropie possible : entropie peut augmenter si elle diminue par ailleurs reste les contraintes (conservation de l'énergie et de la masse) D. Enthalpie libre (G) - dS = variation d'entropie dS = diS (interne) + deS (échange) diS > O car on va vers une augmentation de probabilité - Si ΔG <0 Ex : combustion de l'essence : réaction possible car en accord avec tous les principes de la thermodynamique

atteint d’autant plus rapidement que le volume à remplir de gaz est faible et que la surface du liquide est élevée. La pression de vapeur d’un liquide augmente avec la T Composé volatil : composé ayant une pression de vapeur élevée à T ambiante Enthalpie de vaporisation : quantité de chaleur que doit absorber une quantité donnée de liquide pour s’évaporer à une T constante Point d’ébullition : température à laquelle la pression de vapeur = à la pression atmosphérique Point d’ébullition normal :

15 ETUDE DES SYSTEMES FERMÉS FLUIDES Fluide en écoulement permanent traversant une machine thermique Par unité de masse de fluide Q12 + Wt = H12 + Ec12 + Ep12 = Ht12 q12 + wt = h12 + ec12 + ep12 Ht = enthalpie totale = H + Ec + Ep ht = enthalpie spécifique = h + ec + ep 16 ETUDE DES SYSTEMES OUVERTS FLUIDES Bilan d’énergie par unité de temps 17 ETUDE DES SYSTEMES OUVERTS FLUIDES Régime permanent 18 ETUDE DES SYSTEMES OUVERTS FLUIDES Exemples

Pile à acide phosphorique. AFC : Pile à combustible alcaline. MCFC : Pile à carbonate fondus. SOFC : Pile à électrolyte solide. 3) Performances Rendement : Pour calculer le rendement, quelques notions de thermodynamique sont nécessaires : Enthalpie de réaction : Un système échange de l’énergie avec l’extérieur sous forme de chaleur et/ou de travail. L’enthalpie est la mesure de la chaleur contenue dans un composé chimique ou un système. Quand un système est le siège d’une réaction, le changement