Flashcards : Thermodynamique générale et chimique — 54 cartes

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1Question

Que décrit la thermodynamique ?

Réponse

Les lois des échanges d’énergie entre un système et le milieu extérieur.

2Question

Que prévoit la thermodynamique chimique ?

Réponse

Le sens d’une réaction, les proportions à l’équilibre et l’énergie échangée.

3Question

Que mesure la cinétique chimique ?

Réponse

La vitesse de réaction.

4Question

Que dit le premier principe de la thermodynamique ?

Réponse

Il exprime la conservation de l’énergie.

5Question

Que précise le deuxième principe de la thermodynamique ?

Réponse

Il indique la direction naturelle des transformations.

6Question

Que concerne le troisième principe de la thermodynamique ?

Réponse

L’état d’un corps à la température du zéro absolu.

7Question

Qu'est-ce qu'un système thermodynamique ?

Réponse

Une partie de l’Univers limitée par une frontière où se fait une transformation.

8Question

Qu'échange un système ouvert ?

Réponse

De la matière et de l’énergie.

9Question

Qu'échange un système fermé ?

Réponse

Seulement de l’énergie.

10Question

Qu'échange un système adiabatique ?

Réponse

Il n’échange pas de chaleur.

11Question

Qu'échange un système isolé ?

Réponse

Ni matière ni énergie.

12Question

Qu'est-ce qu'une fonction d'état ?

Réponse

Une grandeur dont la variation dépend seulement des états initial et final.

13Question

Quand un système est-il à l’équilibre thermodynamique ?

Réponse

Quand ses variables d’état sont uniformes et constantes dans le temps.

14Question

Quels équilibres caractérisent un équilibre thermodynamique ?

Réponse

Les équilibres mécanique, thermique et chimique.

15Question

Quelle est la relation d'état d'un gaz parfait ?

Réponse

PV=nRTPV=nRT

16Question

Quelle est la valeur de la constante des gaz parfaits RR ?

Réponse

R=8,314 J K−1 mol−1R=8{,}314\ \mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}

17Question

Comment s'exprime la pression totale d'un mélange de gaz parfaits ?

Réponse

La pression totale est la somme des pressions partielles P=∑iPiP=\sum_i P_i.

18Question

Quelle est la relation pour chaque pression partielle dans un mélange de gaz parfaits ?

Réponse

Chaque pression partielle vérifie PiV=niRTP_iV=n_iRT.

19Question

Qu'est-ce qu'un gaz parfait ?

Réponse

Un gaz sans interactions moléculaires négligeables à basse pression et grand volume.

20Question

Que devient un solide lors de la fusion ?

Réponse

Il devient un liquide.

21Question

Que devient un liquide lors de la vaporisation ?

Réponse

Il devient un gaz.

22Question

Que devient un gaz lors de la liquéfaction ?

Réponse

Il devient un liquide.

23Question

Quelle est l'expression du premier principe pour un système fermé ?

Réponse

ΔU=W+Q\Delta U=W+Q

24Question

Que représente l'énergie interne U ?

Réponse

Une fonction d'état représentant l'énergie d'un système.

25Question

Comment se calcule la variation d'énergie interne entre deux états ?

Réponse

Par ΔU=U2−U1\Delta U=U_2-U_1.

26Question

Quelle est la formule du travail des forces de pression reçues par le système ?

Réponse

δW=−Pext dV\delta W=-P_{ext}\,dV

27Question

Quelle est la formule du travail pour une transformation réversible isotherme d'un gaz parfait ?

Réponse

Wrev=−nRTln⁡(V2V1)W_{rev}=-nRT\ln\left(\frac{V_2}{V_1}\right)

28Question

Quelle est la formule du travail pour une transformation irréversible à pression extérieure constante ?

Réponse

Wirr=−Pext(V2−V1)W_{irr}=-P_{ext}(V_2-V_1)

29Question

Qu'est-ce que l'enthalpie en thermodynamique ?

Réponse

Une fonction d'état définie par H=U+PVH=U+PV.

30Question

Que vaut la chaleur échangée à volume constant ?

Réponse

QV=ΔUQ_V=\Delta U.

31Question

Que vaut la chaleur échangée à pression constante en équilibre mécanique ?

Réponse

QP=ΔHQ_P=\Delta H.

32Question

Que signifie une chaleur reçue par le système ?

Réponse

Une transformation endothermique avec chaleur positive.

33Question

Que signifie une chaleur perdue par le système ?

Réponse

Une transformation exothermique avec chaleur négative.

34Question

Quelle est la formule de la chaleur à pression constante sans changement d'état ?

Réponse

QP=CP(T2−T1)Q_P=C_P(T_2-T_1).

35Question

Comment calcule-t-on la variation d'enthalpie standard d'une réaction ?

Réponse

Par ΔrHT∘=∑ΔfHT∘(produits)−∑ΔfHT∘(reˊactifs)\Delta_rH^\circ_T=\sum \Delta_fH^\circ_T(\text{produits})-\sum \Delta_fH^\circ_T(\text{réactifs}).

36Question

Qu'est-ce que l'entropie S mesure dans un système ?

Réponse

Le désordre ou le nombre de microétats accessibles.

37Question

Quelle inégalité vérifie la variation d'entropie ΔS\Delta S dans un système isolé irréversible ?

Réponse

ΔS≥0\Delta S \geq 0

38Question

Comment évolue l'entropie dans un système isolé au cours du temps ?

Réponse

Elle ne peut qu'augmenter.

39Question

Quelle relation lie la variation élémentaire d'entropie dSdS à la chaleur réversible δQrev\delta Q_{rev} ?

Réponse

T dS=δQrevT\,dS = \delta Q_{rev}

40Question

Que dit le troisième principe de la thermodynamique sur l'entropie d'un cristal parfait à 0 K ?

Réponse

Elle est nulle.

41Question

Comment évolue généralement l'entropie standard avec le nombre d'atomes d'une molécule ?

Réponse

Elle augmente.

42Question

Comment l'entropie standard varie-t-elle avec le nombre de microétats accessibles d'une molécule ?

Réponse

Elle augmente avec le nombre de microétats accessibles.

43Question

Quelle est la formule de l'enthalpie libre de Gibbs ?

Réponse

G=H−TSG=H-TS

44Question

Quelle est la formule de la variation d'enthalpie libre à température constante ?

Réponse

ΔG=ΔH−TΔS\Delta G=\Delta H - T\Delta S

45Question

Quelle condition doit vérifier ΔG\Delta G pour une transformation spontanée à T et P constants ?

Réponse

ΔG≤0\Delta G \leq 0

46Question

Que signifie un ΔG\Delta G négatif pour une réaction ?

Réponse

La réaction est spontanée.

47Question

Que signifie un ΔG\Delta G nul pour un système ?

Réponse

Le système est à l’équilibre.

48Question

Que signifie un ΔG\Delta G positif pour une réaction ?

Réponse

La réaction n’est pas spontanée seule mais peut être entraînée par un autre phénomène fournissant de l’énergie.

49Question

Comment un organisme vivant peut-il augmenter son ordre interne ?

Réponse

En compensant la diminution locale d’entropie par une augmentation d’entropie du milieu extérieur.

50Question

Comment calcule-t-on ΔG° à température constante ?

Réponse

Par la formule ΔrGT∘=ΔrHT∘−TΔrST∘\Delta_rG^\circ_T=\Delta_rH^\circ_T - T\Delta_rS^\circ_T.

51Question

Quelle est la relation entre ΔG° et la constante d'équilibre K ?

Réponse

ΔrG∘(T)=−RTln⁡K(T)\Delta_rG^\circ(T) = -RT \ln K(T) relie ΔG° à K.

52Question

Quelle est la première étape pour prévoir l'évolution chimique d'un système ?

Réponse

Calculer la variation d'enthalpie libre ΔG.

53Question

Que fait-on après avoir calculé ΔG pour prévoir l'évolution chimique ?

Réponse

On examine le signe de ΔG pour déterminer la spontanéité ou l'équilibre.

54Question

Quelles méthodes permettent de calculer ΔG° ?

Réponse

La combinaison linéaire de réactions, les enthalpies libres standard de formation, et la relation entre ΔG°, ΔH° et ΔS°.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 24 questions sur Thermodynamique générale et chimique.

1. Quel objet d’étude caractérise principalement la thermodynamique ?

2. Quelle distinction décrit correctement la thermodynamique chimique et la cinétique ?

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