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problème avec l'entropie
Bonjour , je vais faire une introduction( et citant des problèmes que je pense qui freine ma compréhension pour le problème général) afin de avant de vous dire mon problème général . Dans le but de faire un point sur ce que je sais et pour vous aider à bien cibler mes problème(s) ps ; les différentes pages que j'indique par un numéro ,je vais les joindre :
Je sais que le calcule de l'enthalpie est basé sur une transformation irréversible dans un calorimètre puis indirectement par des calcules. On estime donc que pour une transformation réversible , le calcul de Qp sera le même car il s'agit d'une fonction d'état. En revanche, là où je bute c'est pour l'entropie :
Je pense avoir compris l'idée de création d'entropie : probabilité d'un état macroscopique régit part le fait que si plusieurs états macroscopiques sont possibles celui qui a l'entropie la plus grande est l'état le plus probable ( j'espère que je ne m'avance pas trop). Ou simplement , plus l'entropie( système ou celle de l'extérieur) est grande plus la probabilité de l'état qui suit une réaction ( ou transformation) est élevé . C'est un indice de la spontanéité d'une réaction.
En tête , j'ai l'exemple du jeu de carte , si on bat ce jeu de 52 cartes la probabilité de l'état macroscopique carte mélangée est plus élevée que celle carte rangée .
Aussi plus la chaleur dégagé est élevée et la température est basse du système receveur plus cette état macroscopique a de chance de se réaliser. Car la formule de l'entropie est Qrev/T.
Mais cela me semble encore vague par rapport à
la formule : ΔrS°univers= ΔrS°système + ΔrS°extérieur >=0.
J'ai vu l'exemple ( du cours de P.Arnaud , p.346) d'une détente isothermique effectuée réversiblement(33.8)( gaz parfait +piston)= entropie de l'univers =0.
puis de la même transformation mais effectuée irréversiblement (33.9). La justification de la création d'entropie est que la variation irréversible d'entropie du système est la même ( si j'ai bien compris) que celle effectué réversiblement car même état initial et final et ΔU=0 .Mais la variation de l'entropie de l'extérieur est considérée toujours comme irréversible, ce qui fait que ΔrS°extérieur( réversible) > ΔrS°extérieur(irréversible). Ce qui explique la création d'entropie car ce qui en résulte c'est un ΔrS°univers >0. Mais tout cela me paraît un peu vague en terme d'explication.
Le second exemple est celui d'un transfert de chaleur d'un compartiment chaud à T1 à un compartiment froid à T2 : |Q1| = |Q2| et T1>T2.
Ce qui fait que dans ΔrS°univers= -Q1/T1 +Q2/T2 , le rapport Q2/T2 est > Q1/T1.
Ce qui explique la création d'entropie car le résultat est > à 0. Je suis d'accord sur le calcul mais le concept de création d'entropie me paraît encore vague..
D'après ce que je vois on sait calculer la ΔrS°système ( on s'arrange pour effectuer la transformation avec les mêmes états initial et final ) en revanche, comme pour la ΔrS°extérieur c'est extrêmement floue pour moi la façon de procéder ( le seul exemple que j'ai( et qui me paraît vague) est celui de l'exercice ( 10.10) que j'ai joint et qui est issu de mon problème général).
Mon problème général est issu d'un exercice le (10.10) p.200,201
Pour la réaction 2Al + 3/2O2 → Al2O3
Je suis d'accord avec le calcul de l'entropie absolu pour ΔrS°système ( qui est celui à l'origine de la réaction). En revanche, je ne comprends pas pourquoi en multipliant la valeur de ΔrS°système=-313,2J.K^-1 par 298K , je ne trouve pas la même chaleur de réaction que pour ΔrS°extérieur = 5623J.K^-1. Les 2 entropies sont à P=1atm et T=298K donc si Qp est une fonction d'état la chaleur reçu par l'extérieur devrait être la même que celle produite initialement par ΔrS°système ( là où se produit la réaction).
Je sais qu'il s'agit d'une transformation irréversible . La chaleur reçu par l'extérieur serait-elle différente de celle émise par l'extérieur ? C'est c'est cela pour quelles raisons ?
Je m'excuse pour la longueur de mon message , je pense qu'elle est nécessaire pour la résolution de mon problème .
Bonjour
Tout cela est vraiment très long. Tu aurais mieux fait de poster plusieurs messages courts, chacun portant sur une question précise. Quelques généralités tout de même. Je pense que, dans un premier temps, il ne faut pas trop faire le lien entre thermo classique macroscopique et thermo statistique et donc commencer par comprendre de façon approfondie le second principe du point de vue macroscopique (classique).
Pour un système fermé en contact thermique avec un milieu extérieur de température Te, une évolution élémentaire quelconque (donc a priori irréversible) correspond à une variation élémentaire d'entropie du système :
avec : entropie créée strictement positive dans le cas général, nulle dans le cas limite de la réversibilité.
Une évolution réversible est un cas limite qui correspond à une transformation à la fois quasi statique et renversable :
* quasi statique : le système est « presque » en état d'équilibre thermique avec l'extérieur ; au premier ordre près, on peut poser T=Te
* renversable : il est possible de revenir à l'état initial en suivant le même chemin en sens inverse.
Dans ce cas limite de la réversibilité : .
La création d'entropie est donc la caractéristique d'une irréversibilité. D'ailleurs, le plus souvent, il n'est pas nécessaire de la déterminer, il suffit de savoir qu'elle est strictement positive pour prévoir le sens spontané d'une évolution. Le second principe est avant tout un principe d'évolution. Je prends l'exemple simple que tu as évoqué de l'échange de chaleur entre deux thermostats de températures T1 et T2. L'entropie étant une fonction d'état, sa variation peut se calculer par un chemin fictif réversible partant de l'état initial réel et arrivant à l'état final réel. Puisqu'il s'agit de thermostat, on peut choisir un chemin fictif isotherme réversible. La variation d'entropie du thermostat n° 1 s'écrit simplement :
où Q1 désigne la quantité de chaleur reçue par le thermostat n° 1. De même évidemment, la variation d'entropie du second thermostat s'écrit :
L'univers, constitué de l'ensemble des deux thermostats évolue de façon adiabatique et irréversible.
L'entropie étant une grandeur extensive :
Cela illustre bien le principe d'évolution : si T1>T2 , Q2>0 : il y a bien transfert de chaleur du corps le plus chaud vers le plus froid. Bien sûr, dans ce cas simple, le résultat est évident mais cela n'est pas toujours le cas !
As-tu suivi un cours structuré de thermochimie ? Je trouve que ce livre, à vouloir trop simplifier et généraliser, finit par embrouiller... En tout cas : ne correspond pas à une variation d'enthalpie du système ; il s'agit de l'enthalpie standard de réaction, mesurée en J/mol et non en joules comme le serait une variation d'enthalpie. Remarque analogue à propos de
l'entropie standard de réaction. Il existe un outil rigoureux pour prévoir le caractère spontané ou non d'une réaction : l'enthalpie
de réaction. Pour l'instant, je te conseille de ne pas tout mélanger...
bonjour, pour le message long je m'en excuse mais j'ai déjà essayé de fragmenter mon message en plusieurs sur d'autres forum mais les réponses qui ont suivis étaient peu satisfaisantes et on me demandait si j'avais lu un cours ( ce qui est le cas, même plusieurs) et on me répondait à côté ( en vérifiant que je connaisse les bases, donc on dilué mon message principale) en oubliant le sujet principale de mon post . Donc j'ai choisi de tout résumer ..
je te remercie de ton message, les rappels que tu évoques me semble parlant hormis le delta S crée ( je ne l'ai pas vu sous cette notation , j'ai vu deltaSsyst et delta Sextérieur) mais cela ne répond pas interrogations citées dans mon message.à mes problèmes..
Un cours structuré de thermo.. j'ai le cours de mon prof à la fac mais pour moi c'est comme si c'était du copier-coller wikipédia , avec plein de formules et incompréhensible .
Sinon j'ai le cours de P.Arnaud plus compréhensible. J'ai regardé sur beaucoup de site ( cela fait un mois que je cherche) des cours mais cela ne répondais pas à mes interrogations
Comme son nom l'indique le second principe ne se démontre pas et se justifie par l'ensemble de ces conséquences expérimentales. Pour la thermochimie, tu peux jeter un coup d'œil à la fiche référencée ci-dessous. Il ne s'agit pas d'un cours structuré : les notions habituellement bien comprises des étudiants ne sont pas traitées alors que sont longuement développées les notions réputées difficiles. Pas sûr que cela corresponde exactement à ton programme...
j'ai lu rapidement vos fiches , surtout la partie concernant l'entropie et je trouve plus clair ( pour moi) le cours de P.Arnaud surtout que je n'ai trouvé pas de réponse à mes questions..
Donc je vais attendre quelqu'un qui veuille bien répondre à mes questions.Merci tout de même .
Si vous ne comprenez pas le sens de mes questions n'hésitez pas à me reprendre.
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