ENERGIE CHIMIQUE

-énergie chimique

L'énergie chimique stricto sensu   concerne une réaction chimique

Equation aux dimensions structurelle  : L2.M.T-2       Symbole de désignation Eh      

Unité S.I.+ : le Joule (J) mais unité d’usage = la Calorie (= 4.186 J) 

ΔE= ΣE*h.Δq

ΔEh(J)= variation d’énergie (chimique) nécessaire pour permettre à un système de rester en équilibre quand la variation de la quantité de matière des divers constituants est Δq(mol)

ΣE*(J/mol)= potentiel chimique (des divers constituants)

 

INTERVENTION de L'ÉNERGIE CHIMIQUE dans un SYSTÈME

E= dH - V.dp - T.dS = dU + p.dV - T.dS = dF + p.dV + S.dT

où Eh(J)= énergie chimique

F est l'énergie libre (ou de Helmholtz), c'est à dire directement utilisable

G est l'énergie enthalpique libre

H = énergie enthalpique (enthalpie) dépensée aux changements d'état de la réaction

U = énergie interne totale (sauf cinétique)

p(Pa)= pression

S(J/K)= entropie

T(K)= température absolue

V(m3)= volume

 

Rappel : l'enthalpie de réaction H (énergie rejetée ou absorbée pendant le changement d’état interne dans une réaction) est 

Eh = ν.M*  avec ν(m²/s)= viscosité cinématique, M*(kg/s)= débit-masse, et avec p(Pa) et T(K) restant constantes

Elle répond à la loi de Hess   qui précise que la différence d’enthalpie entre entrée et sortie de réaction ne dépend pas du cheminement de celle-ci

 

-énergie d’explosion

Un explosif est un corps dissipant une forte énergie dans un temps très court.

On définit la force explosive d'un corps en la comparant à celle du trinitrotoluène (T.N.T), qui sert de référence (1 tonne de T.N.T explosant produit environ 109Joules)

Comparaison avec une bombe atomique style A-Hiroshima: elle développe une énergie d’environ 2.1013J (donc 20.000 t. de T.N.T.)

Comparaison avec une très grosse explosion volcanique qui peut être estimée à 1020Joules (~ 10 millions de bombes A, donc ~ 1011 tonnes de T.N.T)

 

ÉNERGIE CHIMIQUE MOLAIRE= POTENTIEL CHIMIQUE

C’est une énergie chimique ramenée à l’unité de quantité de matière

 Equation aux dimensions : L2.M.T-2.N-1       Symbole : E*h       

Son unité S.I.+ est définie à travers un nombre d’atomes inclus dans une portion macroscopique de quantité de matière, c'est le J/mol

E*h = E / q

où E(J)= énergie

q(mol)= quantité de matière concernant E*h

 

nergie chimique molaire considérée dans un système thermodynamique

E*h=  ΔG / Δq

où E*h(J/mol)= énergie chimique molaire (potentiel)

G(J)= enthalpie libre (de Gibbs)

q(mol)= quantité de matière

Evolution de cette énergie  >>>   E*h= R*.T Log Km

où R*(J/mol)= constante de Gay Lussac (8,314472 J/K)

T(K)= température

Km(nombre)= constante d'action de masse

Cette relation peut s’appliquer aux solutions à faibles concentrations, Kmétant alors remplacé par la fraction de concentration massique ym

La valeur de E*h(J/mol) est usuellement comprise entre 8 et 25.104 J/mol

 

-densité superficielle d'énergie molaire

Equation aux dimensions M.T-2.N-1       Symbole  :j*Unité S.I.+ : le J/m²-mol

j* = E / S.q

où j*(J/m²-mol)= densité superficielle d’énergie molaire de q (mol)= quantité de matière impliquée dans une surface S(m²) de réaction

 

CONVERSION RADIATIVE en ÉNERGIE CHIMIQUE

Une énergie de radiation est transformée en énergie chimique sur une plaque photosensible (d'où les noirs et couleurs en photographie)

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