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Signe de l'énergie de cohésion
Bonsoir,
Ayant prochainement un examen sur la cohésion des solides, j'aurais une petite question.
On utilise le potentiel de Lennard-Jones du Xe2.
On nous dit que le Xénon peut cristalliser dans un réseau cubique et on nous demande de calculer l'énergie de cohésion du solide.
En appliquant la formule du potentiel dans le cas d'un réseau cristallin et en posant que sa dérivée vaut 0, on obtient qu'à l'équilibre, le potentiel vaut :
V0(N)(d0) = - A62 Ɛ / (2 A12)
Ce qui m'amène à ma question.
Sans faire les applications numériques, l'énergie de cohésion est elle :
- A62 Ɛ / (2 A12)
ou
+ A62 Ɛ / (2 A12) ?
Mon cours est assez confus sur le sujet et l'enseignant donne indifféremment et alternativement une valeur positive ou négative pour Ecoh. Qu'en est-il réellement ?
Je vous remercie par avance pour les éclaircissements que vous pourrez m'apporter.
Bonsoir
Il y a effectivement deux façons de présenter les choses, toutes deux pertinentes ; il s'agit juste au départ de bien fixer les conventions.
Première façon : on raisonne sur l'énergie molaire de cohésion : cette énergie de cohésion est une grandeur positive égale à l'énergie qu'il faut fournir à une mole d'atomes présents sous forme de cristal pour éloigner à l'infini les atomes les un des autres, ce qui revient à faire passer la mole d'hélium de l'état de cristal à l'état de gaz parfait.
Deuxième façon : on raisonne sur l'énergie molaire du cristal en fixant arbitrairement comme état d'énergie nulle l'état de gaz parfait. L'état cristallin est un état plus stable que l'état où les atomes sont séparés, l'énergie du cristal est ainsi une énergie négative. Bien sûr : l'énergie de cohésion étant l'énergie molaire pour passer de l'état cristallin à l'état de gaz parfait d'énergie arbitrairement nulle : l'énergie molaire du cristal est l'opposé de l'énergie de cohésion. Cette deuxième façon de présenter les choses est assez habituelle en physique : depuis l'étude dans le secondaire de l'énergie potentielle, tu as rencontré de nombreuses situations où un système est d'autant plus stable que son énergie est faible.
Tu peux aussi faire l'analogie avec l'étude d'un atome d'hydrogène. On choisit arbitrairement comme état d'énergie nulle l'état où le noyau et l'électron sont infiniment éloignés. L'état stable (fondamental) possède ainsi l'énergie égale à -13,6eV. L'énergie de cohésion, appelé dans ce contexte énergie de ionisation est l'énergie qu'il faut fournir à l'atome pour séparer définitivement l'électron du noyau et elle vaut +13,6eV...
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