9rytna il met à la disposition de vous un ensemble des exercices de Thermodynamique chimique pour les étudiants de la licence Professionnelle chimie et pour les gens qui sont intéressés par le module de thermodynamique chimique au licence 2 semestre 4.
Exercices de de Thermodynamique Chimique L2
Enonce des exercices
I- Energie : Chaleur de réaction
La combustion de l’acide benzoïque, provoquée par une étincelle électrique d’énergie négligeable est réalisée dans une enceinte aux parois rigides, contenant le composé à étudier et un excès d’oxygène sous pression constante. Cette enceinte est enfermée dans une deuxième enceinte adiabatique et rigide, totalement remplie par un mélange eau - glace à pression atmosphérique. Les variations de volume de ce mélange se produisent uniquement dans un tube vertical dont la section est de 0,125cm2.
La combustion d’une masse ma, égale à 853,9mg, d’acide benzoïque solide provoque un abaissement du niveau de mélange de 48,91cm.
1- Calculer la masse de la glace fondue.
2- Déterminer la quantité de chaleur dégagée à volume constant par la réaction de combustion.
3- Calculer l’enthalpie de la réaction de combustion de l’acide benzoïque.
4- En déduire l’enthalpie molaire standard de formation de l’acide benzoïque solide à 298K.
On suppose que l’eau résultante de la réaction de combustion est uniquement à l’état liquide.
Données:
- Masses molaires en (g/mol) : H2O : 18,02 et C6H5COOH : 122,12.
- Enthalpies molaires standard de formation à 298K en (kJ/mol) : H2O(l) : -285,83 CO2(g) :-393,51.
- Enthalpie molaire standard de fusion de H2O(s) à 273,15K en (kJ/mol) : 6,01.
- Masses volumiques de l’eau à 273,15K en (g/cm3):
H2O(s) : 0,91700 H2O(l) : 0,99984.
- Les gaz sont supposés parfaits.
- Cp°= A + BT en (J/K.mol)
.png "Exercices de de Thermodynamique Chimique L2(S4) - Licence Professionnelle Chimie")
II- Les principes de la thermodynamique
Un compartiment rigide et thermiquement isolé est divisé en deux sous-compartiments à l’aide d’une séparation fixe. L’ensemble est maintenu à une température constante égale à 27°C. Le premier réservoir (1) renferme un nombre de moles d’oxygène égal à 3. Le second (2) contient 2 mol de gaz carbonique. Après, on perce un trou au niveau de la séparation.
Si la pression dans le compartiment (1) P1 est supérieure à celle du deuxième compartiment P2 (P1 P2) :
1- Décrire le comportement des deux gaz une fois le trou est percé.
2- Déterminer nature de la transformation ?
3- Discuter pour ce type de transformation :
a. L’insuffisance du premier principe de la thermodynamique.
b. L’utilité du deuxième principe de la thermodynamique.
N.B. Les gaz sont supposés parfaits.
III- Degré d’irréversibilité lors d’un échauffement de l’eau
1- Une masse M d’eau de 1kg, initialement à la température T1 = 0°C, est portée à la température T2 = 100°C et sous pression atmosphérique par contact avec un thermostat à 100°C. Calculer la variation d’entropie pour l’eau et pour thermostat.
2- Dans une deuxième expérience, la masse d’eau est portée, tout d’abord, à la température T3 = 50°C par contact avec un thermostat ayant cette température. Une fois l’équilibre atteint, on porte la masse d’eau jusqu’à la température T2 = 100°C par contact avec un thermostat ayant cette température. Calculer la variation d’entropie de l’eau et des thermostats.
3- La même expérience est réalisée en utilisant n thermostats intermédiaires dont les températures sont différentes de T. Estimer la variation d’entropie globale lorsqu’on utilise un nombre de thermostats n très grand. Conclure.
N.B. : On considère que l’ensemble (eau + thermostats) constitue un ensemble isolé.
IV - Caractéristiques d’une solution
Soit une solution aqueuse de méthanol de molarité égale à 0,2 mol.L-1 et de masse volumique égale à 0,976 g.cm-3. Exprimer cette concentration en termes de
molalité, rapport des nombres de moles, fraction molaire et fraction massique.
Enregistrer un commentaire