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second principe -Le second principe de la thermodynamique en chimie Rappels le premier principe Pour tout système thermodynamique il existe une fonction d'état appelée énergie interne et notée U qui représente l ? énergie microscopique du système L'énergi

-Le second principe de la thermodynamique en chimie Rappels le premier principe Pour tout système thermodynamique il existe une fonction d'état appelée énergie interne et notée U qui représente l ? énergie microscopique du système L'énergie interne U d'un système fermé varie par échange d'énergie sous forme de travail dW ou de chaleur dQ avec le milieu extérieur Au cours d'une transformation in ?nitésimale on a dU dW dQ Le premier principe régit les transferts d'énergie entre un système thermodynamique et son environnement Ces transferts sont de deux types - transfert d'énergie sous forme de chaleur - transfert d'énergie sous forme de travail Le premier principe est un principe - de conservation de l'énergie il n'y a jamais création ou destruction spontanée d'énergie au coeur du système chimique - d'équivalence entre les deux formes d'énergie que sont le travail et la chaleur A L ? entropie et le second principe de la thermodynamique Nécessité d ? un second principe en chimie Jusqu'ici nous ne nous sommes servis que du premier principe de la thermodynamique pour étudier les réactions chimiques Envisageons la réaction chimique renversable suivante CH CH G H O G CH -CH OH G Dans la sens direct sens la réaction évolue de la gauche vers la droite il s'agit de l'hydratation de l'éthène Dans le sens inverse sens il s'agit de la réaction de déshydratation intramoléculaire de l'éthanol D'après la loi de Hess DrH DHf CH -CH OH - DHf H O - DHf CH CH DrH - - - - - kJ mol La réaction d'hydratation de l'éthène est donc exothermique l'état ?nal est thermodynamiquement plus stable que l'état initial Ce résultat doit rester indépendant de la température car nous savons que l'enthalpie d'une réaction varie très peu avec la température Nous sommes donc amenés à penser que la réaction se fera toujours spontanément dans ce sens ce qui est d'ailleurs observé à température ambiante Pourtant à température élevée l'expérience montre que c'est la déshydratation intramoléculaire de l'éthanol qui prévaut Conclusion Un système n ? évolue pas forcément dans le sens de la stabilité énergétique il nous faut un nouveau principe pour prévoir précisément le sens d'évolution spontanée d'un système chimique C L ? entropie Par dé ?nition l ? entropie une nouvelle grandeur physique due au physicien Rudolf Clausius et apparue au XIX ème siècle mesure l ? ampleur de la dégradation des systèmes physiques Plus elle est élevée plus le système est dégradé Comment un système physique peut-il être dégradé En général on dit lorsque son désordre augmente Ce n ? est pas su ?sant comme critère car un système se dégrade aussi en devenant plus homogène Retenons plutôt qu ? un système se dégrade par expansion c ? est-à-dire quand il multiplie le nombre d ? états qui lui sont accessibles Le système est alors moins bien cerné il y a une perte d ? information sur le système Cette dégradation est de nature énergétique comme non-énergétique mais la dégradation de l ? énergie