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Entropie molair standard et entropie absolue

Posté par
Emmy1977
21-09-14 à 15:13

Bonjour,

J'ai un exercice pour la semaine prochaine mais vu que nous venons de voir le cours et que nous n'avons pas encore fait d'application j'ai des petits problèmes de compréhension sur l'entropie absolue et comment à partir de celle-ci on peut trouver une entropie molaire standard.

Je pose le problème :

a) Calculer l'entropie molaire standard absolue de l'eau vapeur à T = 373 K.
b) En assimilant la vapeur d'eau à un gaz parfait, calculer son entropie molaire absolue à T = 473K, sous une pression de 10 bar.

Données : Cp,m(H20,liquide) = 75,3 J;mol-1.K-1
vapH°373(H20) = 40,8 kJ.mol-1
373(H20,liquide) = 86,8 J.K-1.mol-1
Cp,m(H20,gaz) = (31,3 + 2.10-3 T) J.mol-1.K-1

Voilà je ne vois pas comment résoudre la première question et j'aimerais juste qu'on me mette un peu sur la voie parce que je sais juste que S° à OK = 0 après j'ai une autre formule mais je ne la comprends pas trop car il y a une intégrale de cp/T dT entre 0 et T ce qui est impossible car on aurait un ln0
J'aimerais un peu d'aide svp
Merci d'avance

Posté par
psalmsixtynine
re : Entropie molair standard et entropie absolue 21-09-14 à 15:37

Bonjour,

La première chose à faire est d'écrire le chemin conduisant de l'eau à 0 K (solide à l'eau vapeur à 373 K, avec les évolutions de température pour la même phase (on intègre Cp/T dT entre T1 et T2) et les changements de phase à 273 K et 373 K.
Par exemple, pour l'eau liquide entre 273 et 373 K, on a \int_{273}^{373} \frac{Cp}{T}dT=75,3\times\ln(\frac{373}{273}).
Quant au changement de phase à T, cela correspond au rapport H/T.

Par contre, je ne vois pas de Cp concernant l'eau solide, ni l'enthalpie de fusion. Êtes-vous sûr que l'entropie molaire donnée est à 373 K et non à 273 K ?

Posté par
Emmy1977
re : Entropie molair standard et entropie absolue 21-09-14 à 15:43

Ok merci je vais essayer mais je trouve ça bizarre aussi de ne pas avoir de renseignement sur l'eau solide vu qu'on doit partir à O K. L'énoncé est bien pour 373 K.

Posté par
Emmy1977
re : Entropie molair standard et entropie absolue 21-09-14 à 16:08

Donc normalement je devrais avoir comme expression :
S°273 = \int_0^{273} cp(sol)/T dT + fus/T + \int_{273}^{373} cp(liq)/T dT + vap/T ??? Mais je n'ai pas les données nécessaires et de plus je ne vois pas comment calculer la 1ère intégrale sans avoir un ln0

Posté par
psalmsixtynine
re : Entropie molair standard et entropie absolue 21-09-14 à 16:35

C'est le schéma que l'écrirais a priori. Je confirme ou infirme ceci demain.

Posté par
Emmy1977
re : Entropie molair standard et entropie absolue 21-09-14 à 18:34

Ok j'attends donc demain pour plus d'explications ˆˆ

Posté par
anniejeanne
re : Entropie molair standard et entropie absolue 21-09-14 à 21:52

  Il ne faut pas se "polariser" sur le mot entropie absolue. On a choisit le zero pour l'entropie molaire pour tout solide à 0K .
Donc l'entropie donnée à 373K pour l'eau liquide est une entropie absolue
Pour calculer une entropie molaire absolue pour une forme de l'eau dans certaines conditions il suffit donc de calculer la variation d'entropie pour 1 mole d'eau entre la mole d'eau à 373K et la mol d'eau dans les autres conditions.
Lors d'un changement d'état  réversible à pression constante on a deltaS = chaleur de cangement d'état/T changement d'état . Lord'un changement de température de 1 mol d'eau dans un etat physique fixé  à P constante on a deltaS = integrale de Cp dT . Lors d'un changement de pression à température constante voir le cours pour calculer le changement d'entropie.  

Posté par
psalmsixtynine
re : Entropie molair standard et entropie absolue 22-09-14 à 10:54

Y'a un truc qui colle pas dans l'énoncé, car effectivement on ne peut pas partir de 0 K (tout corps au zero absolu a une entropie nulle par définition).
D'après les données, je partirais de l'eau liquide à 373K avec juste son changement de phase.
Donc on aurait s^0_{vap 373}=s^0_{liq 373}+\frac{\Delta H_{vap}}{373}

Pour la suite, il faut calculer l'entropie molaire à 473K avec \int_{373}^{473} \frac{C_p}{T}dt et passer au changement de pression avec un terme supplémentaire en -R\times\ln(P_2/P_1)

Posté par
anniejeanne
re : Entropie molair standard et entropie absolue 22-09-14 à 11:11

L'énoncé est bien posé... Les entropies molaires sont, sauf cas particulier rare, des entropies molaires absolues. Donc on utilise toujours ces entropies molaires absolues et ce qui sert dans les applications sont des différences donc on se fiche de comment on a choisi le zero. Pour les enthalpies on choisit le zero pour les corps simples stables standard à 298K.

Posté par
Emmy1977
re : Entropie molair standard et entropie absolue 22-09-14 à 20:09

Oula ok merci pour vos réponses mais je me perds un peu là, je dois donc faire quand même une intégrale avec les changements de phase ?

Posté par
anniejeanne
re : Entropie molair standard et entropie absolue 22-09-14 à 20:53

ton post précédent donne l'entropie absolue de l'eau gaz à 373K : S°373K(eau gaz) = S°373K(eau liquide) + deltaHvap /373  ... et rassure toi toutes ces entropies sont absolues !

Posté par
Emmy1977
re : Entropie molair standard et entropie absolue 22-09-14 à 21:20

Ok donc pour la 1ère question je calcule simplement S°373K(eau gaz) = S°373K(eau liquide) + deltaHvap /373 ?
Je n'arrive pas à trouver une formule semblable dans le cours j'ai quelque chose de similaire un peu mais avec des S ça me perturbe un peu ^^



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