D f H ° 298 , O 2 ( g ) correspond à la réaction O 2 ( g ) → O 2 ( g ) pour laquelle Δ f H ° = 0 ; l'enthalpie de formation des corps simples est donc nulle.
L'enthalpie est nulle, c'est à dire qu'il n'y a plus d'énergie libérable par ces corps sous forme de chaleur par réaction chimique pour les corps purs simples dans leur état d'agrégation (assemblage) le plus stable* sous une pression = 1 bar (105 Pa).
correspond au travail maximal qui peut être extrait d'un système fermé à température et pression fixes, hors le travail dû à la variation de volume. La fonction entropie peut être utilisée pour l'étude de l'évolution d'un système thermodynamique.
Une réaction chimique qui a une enthalpie de réaction négative est dite exothermique, puisqu'elle libère de la chaleur dans l'environnement, alors qu'une réaction chimique dont l'enthalpie de réaction est positive est dite endothermique : elle nécessite un apport de chaleur pour se produire.
L'enthalpie libre standard de formation d'un composé est la valeur de ΔG0r de la réaction de formation d'une mole du composé à partir des corps simples dans leur forme la plus stable et dans les conditions standard. La forme la plus stable d'un corps simple est l'état dans lequel son enthalpie libre est la plus faible.
Définition : G = H – TS , G fonction d'état extensive s'exprime en joule. Remarque : elle se calcule à l'aide des potentiels chimiques \mu (vu en licence L3).
L'enthalpie (H) est l'énergie totale d'un système, soit la somme de tous les types d'énergie qu'il contient à pression constante. Elle est exprimée en joules (J) ou en kilojoules (kJ). Toute substance impliquée dans une réaction contient une certaine quantité d'énergie interne.
Dans le cas d'une transformation réversible, la création globale d'entropie est nulle. L'entropie d'un système isolé ne peut qu'augmenter ou rester constante puisqu'il n'y a pas d'échange de chaleur avec le milieu extérieur.
Enthalpie libre
Si le système en réaction est opéré à température constante (isotherme), la chaleur de réaction sera échangée avec l'extérieur; le bilan entropique doit alors inclure le milieux extérieur avec lequel cette chaleur est échangée.
Lorsqu'une réaction absorbe de l'énergie, son enthalpie totale augmente. Il s'agit d'une variation d'enthalpie positive et on parle de réaction endothermique. Globalement, la température de l'environnement diminue. Lorsqu'une réaction libère de l'énergie, son enthalpie totale diminue.
L'enthalpie est un potentiel thermodynamique qui synthétise en une seule fonction l'énergie interne du système (liée à sa température et à sa quantité de matière) et le travail de frontière (lié à sa pression) requis pour occuper son volume. Il s'agit d'une fonction d'état qui est une grandeur extensive.
Si ∆S>0 la réaction provoque une augmentation d'entropie dans le système. Le désordre augmente dans le système. Si ∆S<0 la réaction provoque une diminution d'entropie dans le système. Le désordre diminue dans le système.
L'enthalpie est particulièrement importante lorsqu'il s'agit de décrire des transformations à pression constante. C'est notamment le cas de la plupart des réactions chimiques qui se déroulent à pression atmosphérique.
La néguentropie est une « entropie négative », une variation générant une baisse du degré de désorganisation d'un système.
L'entropie créée au sein d'un système est toujours positive ou nulle. Pour une transformation élémentaire, δiS ≥ 0 et pour une transformation finie ΔiS ≥ 0. Pour une transformation réelle (donc irréversible), l'entropie créée est positive strictement (δiS>0).
La thermodynamique classique définit l'entropie comme une grandeur extensive, ce qui signifie que l'on obtient l'entropie d'un système en faisant la somme des entropies de ses parties constituantes. . Le bilan entropique reste ainsi conforme au deuxième principe.
La néguentropie(1) est l'opposée de l'entropie(2) : elle donne de l'énergie contenue dans un système thermodynamique la mesure non plus de son désordre mais de son organisation et de son aptitude à l'autostructuration.
On utilise l'entropie pour quantifie où on en est dans cette évolution spontanée. Quand l'évolution est à son niveau le plus désordonné (donc les mouvements les plus aléatoires possibles), l'entropie est maximale (et l'énergie extractible est nulle).
L'entropie caractérise l'aptitude de l'énergie contenue dans un système à fournir du travail, ou plutôt son incapacité à le faire : plus cette grandeur est élevée, plus l'énergie est dispersée, homogénéisée et donc moins utilisable (pour produire des effets mécaniques organisés)(1).
Équilibre et transformation
isobare (à pression du système constante) ; isochore (à volume constant) ; isotherme (à température constante) ; adiabatique (sans échange thermique avec l'extérieur).
Le troisième principe de la thermodynamique, appelé encore le théorème de Nernstthéorème de Nernst, du nom du Prix Nobel qui l'a découvert en 1906, s'énonce de la façon suivante : "L'entropie d'un système quelconque peut toujours être prise égale à zéro à la température du zéro absolu".
La deuxième loi de la thermodynamique affirme qu'il est impossible que la chaleur s'écoule spontanément d'un corps froid vers un corps chaud, mais qu'elle peut se déplacer de cette façon si un certain travail est effectué.
La variation d'enthalpie molaire, Δ 𝐻 , peut être calculée en divisant l'énergie thermique transférée par le nombre de moles de substance qui réagit.
Ainsi, la variation d'enthalpie du système au cours d'une transformation est égale à la variation d'énergie interne à laquelle s'ajoute la variation du produit de la pression par le volume du système.
Pour calculer l'enthalpie (∆H), il faut utiliser la formule suivante : ∆H = m x s x ∆T. Selon cette formule, pour calculer l'enthalpie, il vous faut connaitre la masse (m) des réactifs, la chaleur spécifique (s) du produit final et la différence de températures (∆T) lors de la réaction.