Thermodynamique et cinétique chimique Correction de l'exercice : Travail Chaleur - Définir le travail ...

a- Que peut-on dire du travail échangé par un système dans le cas d'une transformation pendant
laquelle le volume du système reste constant ? Qualifier cette transformation.

Si le volume du système est constant, le travail est nul.
ΔV = 0       or        W = - P ΔV = - P x 0 = 0

Il s'agit d'une transformation isochore.


b- Lors d'une transformation chimique qui se déroule à pression atmosphérique constante,
quand pourra t-on dire, qu'il y a ou qu'il n'y a pas, de travail échangé avec le milieu extérieur ?
Prendre l’exemple des deux réactions suivantes à 25°C et 1 atmosphère :
H2 (gaz) + 1/2 O2 (gaz) → H2O (gaz) ..........et ..........H2 (gaz) + Cl2 (gaz) → 2 HCl (gaz)

On sait que si le système change de volume il y aura échange de travail.
ΔV = Vf - Vi

Pour la première réaction :

Vi = V [H2 (gaz) + 1/2 O2 (gaz)] = volume de 1,5 moles de gaz
Vf = V [H2O (gaz)] = volume de 1 mole de gaz
Le volume du système a diminué du volume de 0,5 mole
et puisqu'on est à 25°C et 1 atmosphère
le VMolaire = 22,4 L (voir "Pressions partielles et gaz parfaits")
ΔV = - 0,5 x 22,4 L = - 11,2 L
W = - P ΔV = - 101325 x (- 0,5 x 22,4) = + 113484 J
Le travail est positif car le volume du système diminue
donc le système reçoit du travail.

Pour la deuxième réaction :

Vi = V [H2 (gaz) + Cl2 (gaz)] = volume de 2 moles de gaz
Vf = V [2 HCl (gaz)] = volume de 2 moles de gaz

 

ΔV = - 0 x 22,4 L = 0 L
W = - P ΔV = - 101325 x (0 x 22,4) = 0 J

 

Le volume du système ne change pas et cette réaction
ne produira pas de travail.  




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Thermodynamique et cinétique             Travail - Chaleur           Le travail           Enoncé
Pr Robert Valls & Dr Richard Frèze                                                                                       robert.valls@univ-amu.fr