<page> <title>Enthalpie</title> <id>19222</id> <revision> <id>31592983</id> <timestamp>2008-07-15T11:14:50Z</timestamp> <contributor> <username>TXiKiBoT</username> <id>195090</id> </contributor> <minor /> <comment>robot Ajoute: [[th:เà¸à¸™à¸—าลปี]]</comment> <text xml:space="preserve">{{Potentiel thermodynamique}} L''''enthalpie''' (du préfixe ''en-'' et du [[grec ancien|grec]] ''thalpein'' : « chauffer »<ref>Le mot serait la création de [[Heike Kamerlingh Onnes]] selon l’''Histoire générale des sciences'' (t. 3, vol. 1, 1961, p. 282): {{citation|La nouvelle fonction thermodynamique (...), qui reçut de Kamerlingh Onnes le nom d'« enthalpie », joue, pour les transformations à pression constante, le rôle que joue l'énergie interne pour les transformations à volume constant.}}</ref>) est une [[fonction d'état]] [[grandeur extensive|extensive]] de la [[thermodynamique]], dont la variation permet d'exprimer la quantité de [[Transfert thermique|chaleur]] mise en jeu pendant la transformation à [[pression]] constante ([[isobare (thermodynamique)|isobare]]) d'un [[système thermodynamique]] au cours de laquelle celui-ci reçoit ou fournit un [[travail mécanique]]. == Définition == Considérons une transformation [[monobare]] au cours de laquelle le système passe d’un état A à un état B d’équilibres en échangeant de la [[Travail et chaleur|chaleur]] <math>Q_p \;</math> et du [[Travail et chaleur|travail]] uniquement par l’intermédiaire des [[Premier principe|forces de pression]] <math>W_{f,p} \;</math>. Le [[premier principe]] permet d’écrire : :<math> \Delta U = U_B - U_A = Q_p + W_{f,p} \;</math> U étant la [[fonction d'état, variable d'état, équation d'état|fonction d'état]] '''[[énergie interne]]''' À pression constante le travail des forces de pression est égal à : :<math> W_{f,p} = - p \Delta V = - p (V_B - V_A) \;</math> :<math> U_B - U_A = Q_p - p (V_B - V_A) \;</math> D'où : :<math> Q_p = (U_B + pV_B) - (U_A + pV_A) \;</math> On définit ainsi une nouvelle fonction d’état, la fonction '''enthalpie''' <math>H (U,p,V) \;</math> {| border="1" |- | <math> H = U + pV \;</math> |} Il s’ensuit que : :<math> Q_p = H_B - H_A = \Delta H \;</math> Par conséquent, à pression constante, la [[Travail et chaleur|chaleur]] mise en jeu, qui n’est pas une fonction d’état, devient égale à la variation de la fonction d’état enthalpie H. La variation de cette fonction ne dépend que de l’état final et de l’état initial du système et est indépendante du chemin suivi par la transformation. C’est l’intérêt de l’application de la fonction enthalpie dans les cas très courants de transformations effectuées à l’air libre, à pression atmosphérique constante. Cette propriété est à la base de la [[calorimétrie]] à pression constante. '''Par abus de langage on confond souvent les termes chaleur et enthalpie.''' == Propriétés == L'enthalpie a la dimension d'une [[énergie]], et s'exprime en [[joule (unité)|joule]]s dans le Système International. La propriété mathématique induite pour toute fonction d'état implique que sa [[différentielle]] est totale exacte c'est-à -dire qu'elle est égale à la somme des différentielles partielles par rapport à chaque variable. ==Différentielle de l'enthalpie== <math> H = U + pV\;</math> <math> dH = dU + pdV + Vdp \;</math> *Appliquons le [[premier principe]] <math> dU = \delta Q - pdV\;</math> <math> dH = \delta Q - pdV + pdV + Vdp \ = \delta Q + Vdp \;</math> *Appliquons le [[second principe de la thermodynamique|second principe]] <math> \delta Q = TdS \;</math> si la transformation est [[réversible]]. d'où '''<math> dH = TdS + Vdp\;</math>''' == Application de l'enthalpie aux réactions chimiques effectuées à T et p constantes == Dans le cas d'une réaction chimique effectuée à T et p constantes, il a été défini une grandeur de réaction appelée [[enthalpie de réaction]], associée à l'équation bilan de la réaction: <math>\Delta _r H_{T,p} ~</math>. '''Cette grandeur de réaction permet d'avoir accès à la chaleur mise en jeu au cours de cette réaction'''. Le calcul de cette grandeur peut être effectué grâce aux valeurs de l'[[enthalpie standard de formation]] de chaque constituant intervenant dans la réaction: <math>\Delta H^0_{f,T} ~</math>. Les valeurs ont été consignées dans des tables thermodynamiques, établies à la température de référence de 298K. ==== Exemple de relation entre enthalpie standard de formation et enthalpie de réaction: combustion d'un [[Alcane|alcane]] ==== Calcul de l'enthalpie de combustion du méthane à 298K sous la pression standard: <math> {\color {Blue} CH_{4(g)} }+ {\color{Red} 2 O_{2(g)}} \to {\color{Green} CO_{2(g)}} + {\color{Salmon} 2 H_2O_{(l)} }</math> La '''[[loi de Hess]]''' permet d'écrire: <math>\Delta _{comb} H^o_{298} = {\color{green} 1 } \times \Delta H^o_{f,298} (CO_{2(g)}) + {\color{Salmon} 2} \times \Delta H^o_{f,298} (H_2O_{(l)}) {\color {Blue} - 1} \times \Delta H^o_{f,298} (CH_{4(g)}) </math> L'enthalpie standard de formation du dioxygène est nulle car c'est un [[corps pur|corps pur simple]] stable dans les conditions choisies (voir [[enthalpie standard de formation]]). Le calcul de cette enthalpie de combustion permet la détermination de la chaleur de réaction ( voir [[enthalpie de réaction]]). Inversement, si l'on mesure cette chaleur à l'aide d'une [[bombe calorimétrique]], on peut avoir accès à l'[[enthalpie standard de formation]] du méthane. <math>\Delta H^o_{f,298} (CH_{4(g)})= - \Delta _{comb} H^o_{298} + {\color{green} 1 } \times \Delta H^o_{f,298} (CO_{2(g)}) + {\color{Salmon} 2} \times \Delta H^o_{f,298} (H_2O_{(l)}) </math> == État standard == État standard (conditions standards) : état de référence pour réactifs et produits : corps pur à p<sup>0</sup>= {{unité|1|bar}} ; T = cte ; C<sup>0</sup> = {{unité|1|mol.L<sup>-1</sup>}} pour un soluté. État standard de référence : état physique le plus stable à p<sup>0</sup> = {{unité|1|bar}} et T = cte. == Réaction isenthalpique == Une réaction isenthalpique est une réaction où l'enthalpie ne varie pas. Un bon exemple est la [[Effet Joule-Thomson|détente de Joule-Thomson]]. == Référence == <references /> == Voir aussi == * [[enthalpie libre]] * [[enthalpie de réaction]] * [[enthalpie standard de formation]] * [[thermochimie]] * [[Transfert thermique]] * [[diagramme d'enthalpie]] * [[enthalpie de vaporisation]] * [[entropie]] * [[gaz parfait]] * [[loi de Joule]] * [[température]] * [[fonction d'état, variable d'état, équation d'état]] * [[calorimétrie différentielle à balayage]] {{Portail|physique|chimie}} [[Catégorie:Grandeur physique]] [[Catégorie:Thermochimie]] [[Catégorie:Thermodynamique]] [[ar:إنتالبية]] [[ast:EntalpÃa]] [[bg:ЕнталпиÑ]] [[bs:Entalpija]] [[ca:Entalpia]] [[cs:Entalpie]] [[da:Entalpi]] [[de:Enthalpie]] [[el:Ενθαλπία]] [[en:Enthalpy]] [[eo:Entalpio]] [[es:EntalpÃa]] [[fi:Entalpia]] [[gl:EntalpÃa]] [[he:×× ×ª×œ×¤×™×”]] [[hr:Entalpija]] [[hu:Entalpia]] [[id:Entalpi]] [[it:Entalpia]] [[ja:エンタルピー]] [[ko:엔탈피]] [[mk:Енталпија]] [[ms:Entalpi]] [[nl:Enthalpie]] [[nn:Entalpi]] [[no:Entalpi]] [[pl:Entalpia]] [[pt:Entalpia]] [[ro:Entalpie]] [[ru:ÐнтальпиÑ]] [[sk:Entalpia]] [[sl:Entalpija]] [[sv:Entalpi]] [[th:เà¸à¸™à¸—าลปี]] [[tr:Entalpi]] [[uk:ЕнтальпіÑ]] [[vec:Entalpìa]] [[vi:Enthalpy]] [[zh:ç„“]]</text> </revision> </page>