FORMULES PHYSIQUE en THERMODYNAMIQUE

-débit de fluence thermique

Un débit de fluence thermique est un synonyme d'exitance thermique -c'est une puissance thermique surfacique spatiale -

 

Ce qui veut dire en clair: une chaleur, considérée pendant un certain temps, dans une certaine section et à l'intérieur d'un certain angle solide.

 

Equation aux dimensions : M.T-3.A-1       Symbole de désignation Dt      

Unité S.I.+    W/m²-sr

D= φ'.E / t

D(W/m²-sr)= débit de fluence énergétique d’une source d'énergie

E(J)= énergie mise en cause

φ’(m-2 -sr-1)= fluence

t(s)= temps

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-déposition

Il y a déposition (ou condensation solide) quand un gaz se transforme en solide.

C’est donc l’inverse de la sublimationet elle se produit à la même température que celle-ci

Attention: le langage courant raccourcit toujours les terminologies et quand on entend "condensation", cela peut signifier

-soit une déposition, l'objet du présent chapitre  (gaz >>> solide) 

-soit une liquéfaction (gaz >>> liquide ) (Ex: la buée)

Pour éviter toute confusion, mieux vaut ne pas utiliser le mot condensation, mais l'une des 2 acceptions (déposition ou liquéfaction)

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-détente (en Thermodynamique)

La détente (en thermodynamique) est la diminution brusque de pression, à température constante

 

BILAN ÉNERGÉTIQUE suite à une détente

dU = dQ + dW

où U est l’énergie interne, Q l’énergie calorifique, W l’énergie de travail



TEMPÉRATURE d’INVERSION

Suite à la détente d'un gaz, la température dite d'inversion (Ti ) est telle que :

au-dessous de Ti, il y a refroidissement et au-dessus de Ti, il y a échauffement

T= 2.K/ R*m.K2

Ti(K)= température d’inversion

K2(m3/mol)= 2° facteur(de covolume) du viriel d’équation de Van der Waals (v.chapitre Gaz réels)

K3(m5-kg-s-²-mol-²)= 3° facteur du même viriel

R*m(J/K-mol)= constante molaire (8,314472 J/mol-K)

Cette température d’inversion dépend de la pression p.

Le lieu géométrique de ses valeurs (en fonction de p) est nommé courbe d’inversion

Pour un gaz réel, T= 6,75.Tc où la température critique est Tc(K) = 8.K3/ 27K2.R*m

 

EFFET de JOULE-THOMSON : il définit la courbe d’inversion ci-dessus

J'.T = [V.(T.αv-1) / Cp]

avec J’(m-s²/kg-K)= coefficient de Joule-Thomson(dimension L.M-1.T2.Θ -1)

V(m3)= volume

T(K)= température

αv(K-1)= coefficient de dilatation volumique isobare, dont les valeurs # 3,7.10-3 K-1

Cp(J/K)= capacité calorifique -à pression constante-

Nota : ne pas confondre J' avec le coefficient de Thomson t* (Voir si besoin effet Thomson, thermoélectrique)

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-diffusion thermique

La diffusion est un transport (de matière ou d'énergie) affectant un milieu en toutes directions, qui provoque,de proche en proche, une décroissance de concentrations.

Ses incidences sont liées aux accidents présentés par ledit milieu (anisotropie, variation de densité, présence de défauts locaux, présence de corps s'offrant aux collisions, rugosité, variation d'élasticité, dispersion.....)

Ses conséquences sont l’éparpillement des supports (qui deviennent multidirectionnels et dispersés) ainsi que l’uniformisation irréversible des répartitions thermoénergétiques.

Quand des particules ou des rayons thermiques cheminent dans un fluide inerte, il y a création d'énergie par chocs envers les molécules dudit milieu (énergie perdue au sens du rendement thermique dans le récepteur final) Ceci est nommé diffusion (scattering en anglais).On l'étudie à travers les grandeurs ci-après:

 

LA DIFFUSION THERMIQUE STRICTO SENSU

est l’énergie Ed résultant de l’échange de particules dans 1 diffusion

Equation aux dimensions : L2.M.T-2   Symbole : Ed  

 Unité S.I.+ : Joule(J)

 

LE FACTEUR de DIFFUSION THERMIQUE

est le rapport (F'd ) entre (puissance créée dans la diffusion) et (puissance incidente).

C'est parallèlement le rapport des exitances thermiques (diffusée et incidente)

F'd = P1/ P2 = Dt1/ Dt2

où Dt1(nt)= exitance mesurée sous un angle θ par rapport à la normale

Dt2(nt)= exitance mesurée sous un angle 0 par rapport à la normale

P(W) sont les puissances correspondantes

Attention à ne pas confondre le présent facteur de diffusion avec le coefficient de diffusivité ou "constante de diffusion thermique" à voir au chapitre diffusivité

 

L'INTENSITÉ de DIFFUSION THERMIQUE

est une intensité énergétique (puissance spatiale) créée dans une diffusion

Equation aux dimensions : L2.M.T-3.A-1      

Symbole de désignation : P’l         Unité  = W/sr

P’l = p*.S / Ω

où p*(W/m²) est la puissance surfacique, S(m²) la surface et Ω(sr) l'angle solide

 

LA THERMODIFFUSION est un échange calorifique entre matériaux conducteurs

Sa formulation est Pd = f*.g / c’

avec Pd(W)= puissance de thermodiffusion pour un corps

f*(W-m/K)= sa résistivité thermique

c’(J/kg-K)= sa capacité thermique massique

g(m/s²)= pesanteur

Nota: si la thermodiffusion est provoquée dans une liaison de métaux, elle crée un phénomène thermo-électrique

 

DIFFUSION en SOLUTIONS de MELANGES LIQUIDES soumis à température

il apparaît des gradients de concentration que l'on formalise par le coefficient de Soret αS qui est l'inverse d'une température

αS = κ/ p*    ou   αS = Δn / n.ΔT

où p*(W/m²)= puissance surfacique

κ(W/m²-K)= coefficient de transfert (isotherme, dont les valeurs s'échelonnent entre 500 et 5000 W/m²-K)

n(nombre)= concentration (fraction volumique)

T(K)= température absolue

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-dilatation

Une dilatation est une augmentation des dimensions géométriques d’un corps .

On distingue les notions suivantes :

 

LA DILATABILITE

C'est la variation d'une ou de plusieurs coordonnées d'un corps (en général sous l'action de la chaleur)

La dilatabilité linéique est dl (variation de longueur, dite élongation)

La dilatabilité surfacique est dS (variation de surface)

La dilatabilité volumique est dV (variation de volume)

 

LA DILATATION

C'est la dilatabilité ramenée à la grandeur dilatée

La dilatation linéique est dl / l (variation de longueur ramenée à la longueur, dite allongement ou parfois allongement relatif

La dilatation surfacique est dS / S (variation de surface ramenée à la surface)

La dilatation volumique est dV (variation de volume ramenée au volume)

Le Plutonium est le plus dilatable des métaux (6.10-5à 200° K)

 

LES COEFFICIENTS de VARIATION ISOBARE

Ils expriment la variation de géométrie d’un corps par rapport à l'évolution de température (dimension Θ-1)

A l'usage, il faut bien préciser que ce coefficient de dilatation est isobare, c'est à dire à pression constante (car il en existe un autre: coefficient de dilatation isotherme, à température constante, mais qui n’est pas de mise ici)

Le coefficient de dilatation isobare linéique (concernant une seule direction)

Les équations d’état des gaz, liquides et solides expriment des relations entre leurs dimensions géométriques, leurs pressions et leurs températures

La définition ici est celle de la variation d’une seule dimension géométrique (donc une longueur -cas des corps longilignes) et on détermine un coefficient de variation linéique isobare (αl) qui représente la variation de longueur en fonction de la longueur initiale et de la température

La formule usuelle -où n’est retenu que le premier terme du viriel exprimant l’impact de la température- est : lT= l0(1 + αl.dT )

lT(m)= longueur atteinte, suite à variation (faible) de température dT(K)

l0(m)= longueur initiale (à température initiale)

αl (K-1)= coefficient de dilatation linéique (isobare)

Valeurs pratiques de ce coefficient αl (en 10-5 K-1 et pour une température de 25°C)

Métaux >>> Al(2,3)--Ag(1,9)--Cd(3,1)--Cr(0,5)--Co(1,3)--Cu(1,7)--Sn(2,2)--Fe(1,2)--Li(4,6)--Mg(2,5)--

Ni(1,3)-- Au(1,4)--Pt(0,9)--Pb(2,9)--Ta(0,6)-- Ti(0,9)--W(0,4)--U(1,4)--Zn(3)

Matériaux >>> Bois(0,3)--Pierres et assimilés(0,6 à 1,1)--Verre(0,8 mais 15 fois plus pour des verres au sodocalcium)--Acier(1,2 à 1,6)-- Béton(1,2)---Bronze(1,8)--Polystyrène(7)--Eau, caoutchouc(20)--Semi-conducteurs(2000)

Nota : en application pratique, la variation de hauteur de la tour Eiffel est de 1 centimètre par degré de température

Le coefficient de variation surfacique isobare (concernant 2 directions ou coordonées)

Ce coefficient est αs= dS/(S . dT)(en K-1) est similaire au coefficients linéique, mais applicable aux surfaces. Il vaut 2 fois le coefficient linéique  αl .

-Les valeurs pratiques(de αs) pour les solides vont de 2.10-7 à -5 K-1

Le coefficient de variation volumique isobare (concernant trois directions)

Identiquement à ci-dessus, on a des variations de volume avec la température -à pression constante-, permettant de définir un coefficient de variation volumique (ou cubique) isobare (αv) qui représente une variation du volume (dV) par rapport au volume initial et à la température, soit :

αv= dV / (Vo.dT)(en K-1) et qui vaut 3 fois le coefficient linéique αl (vu ci-avant)

Pour les solides, αv vaut : ( 0,2 à 8).10-5 K-1

Exemples : verre(1 à 2)--C(0,2)--quartz(5)--métaux ferreux(1 à 2)--nylon(3)--laiton(2)--

Pour un solide anisotrope, αv varie selon la direction: on corrige avec des coefficients linéiques directionnels ( > 1 ou < 1)

--si dV < 0, c’est un coefficient de contraction volumique isobare αv (même dimension, mais négatif, car on compresse au lieu de dilater) Il peut être aussi nommé coefficient de compression

Le coefficient d'expansion volumétrique est le rapport entre (volume final) et (volume initial)

 

LA RELAXATION

est le retour (lentement, avec une sorte de viscosité) d'une situation de dilatation vers une situation de repos (non dilatée)



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-dissolution

-la dissolution consiste à insérer un corps (qui deviendra le soluté), dans un corps liquide (nommé solvant) pour donner un mélange intime et homogène (nommé solution)

-la dilution est l'adjonction de solvant dans une solution (d'où baisse des concentrations)

-la dissociation  est la propriété d'un soluté de se partager en ions (+) et (-) au moment d'une dissolution, ce qui donnera alors une solution à propriétés électrolytiques

-la fusion  est un terme à proscrire dans les questions de dissolution et on ne doit pas dire «faire fondre du sucre dans l'eau» mais dissoudre du sucre

-l'hydratation  est le cas particulier de salvatation ayant l'eau comme solvant [Exemple

hydroxyde de calcium Ca(OH)2]

-la précipitation  est la présence d'un nouveau corps insoluble, issu d'une réaction chimique dans une solution

-la saturation ou limite de dissolution

est le maximum de produit soluté susceptible de former une solution en présence d'un solvant (Ex. oxygène dans le sang 20%)

-la solvatation est la combinaison (dite solvate) entre un corps soluté (dit alors solvaté) et son solvant, qui constitue alors une association chimique (Exemple CuSO4)

-la suspension  indique la présence de grains solides, non dissous

 

 

CARACTERISTIQUES d'une SOLUTION

-sa concentration molaire, sa concentration massique et sa concentration volumique

-sa solubilité

-ses réactions chimiques

-sa constante de réaction (action de masse)

Si la constante de réaction est faible (s'approche de 0) le produit ionique sera un électrolyte faible (comme CH3CO²H ou AgCl....)

Si la constante de réaction est élevée (s'approche de 1) le produit ionique sera un électrolyte fort (comme NO3H, HCl...)

 

CHALEUR DE DISSOLUTION

C'est la chaleur dégagée ou absorbée pour dissoudre une masse (kg) d’un corps dans une masse unitaire (kg) de solvant

Cette chaleur -prise au solvant- fait descendre sa température sans solidifier le mélange

Le mélange a donc un facteur massique élevé (rapport entre masse dissoute et masse du solvant)

Exemple: la salinité est le facteur massique dans le cas du sel de mer (masse de sel dissous) / (masse du corps dissolvant)-Dans des lieux comme la Mer morte ou le Grand lac salé la salinité atteint 35%, soit 10 fois plus que la moyenne des mers

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-ébullition

L'ébullition est un cas de vaporisation rapide, sous action de forte température

-théorie de l’ébullition

pa+ lhp+ pc= [Ec.(1+αv.T) / lr3] + pb

où pa(Pa)= pression atmosphérique

pb(Pa)= pression dans la bulle de vapeur

pc(Pa)= pression capillaire

Åp(N/m3)= poids spécifique du corps

Ec(J)= énergie thermique

αv(K-1)= coefficient de dilatation volumique isobare,

de valeur # (1 à 6) .10-5 K-1

T(K)= température

lh(m)= hauteur de liquide au-dessus de la bulle

lr(m)= rayon de la bulle de vapeur

 

-équilibre énergétique à l’ébullition

l'énergie de gain entropique Egest compensée par l’énergie potentielle Epde l’attraction intermoléculaire dans le liquide, soit  Eg= (Sg- Sl).T

Set Ssont les entropies du gaz et du liquide

T(K) la température absolue

Enthalpie (ex chaleur latente) d'ébullition: si T et p donnés

 Eq= H est l’enthalpie globale

H = ΔS.T     ou   H = E

avec Δ= Sg-Sl   où ΔS= gain d’entropie

H(J)= enthalpie

E(J)= énergie potentielle d'attraction newtonienne des molécules entre elles

T(K)= température d’ébullition

Quand ΔS # k (constante de Boltzmann = 1,3806503. 10-23J / K), on est dans "l’état critique", zone de flottement entre l’état liquide et l’état gazeux (et si T descend, il y a diffusion de la lumière dans le corps, qui présente alors une opalescence)

 

-quelques points (températures) d’ébullition  pour corps usuels (en degrés K, arrondis et par ordre croissant)

gaz >> He(4)--H²(20)--Ne(27)--N²(77)--O²(90)-- Méthane(112)--Cl²(238)--Butane(273)-- Octane(400)

liquides >> Eau(373)--Pétrole(400 à 600)--Huiles(450 à 700)

non métaux >> P(553)--S(718)--Si(2630)--C(5100)

métaux >> Hg(630)--Zn(1180)--Ca(1757)--Pb(2010)-- Ag(2485)--Al(2740)-- Cu(2840)-- Ni,Fe(3000)--U(4100)-- Pt(4170)--Mo(4880)--Tu(5800)

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-échange thermique

Un échange thermique (ou calorifique) est un transfert d’énergie thermique entre deux corps, entraînant donc une modification de leurs températures

Il n'y a que 3 modes de transferts:

 

-le rayonnement (sans transport de matière) grâce aux photons, qui traversent rapidement un milieu en atteignant un autre corps, où ils vont lui faire absorber leur énergie (exemple la peau qui se réchauffe par les rayons infrarouges du soleil , même s'il fait froid)

 

-la conduction se fait aussi grâce aux molécules d'un corps qui voyagent lentement en distribuant une partie de leur énergie cinétique au cours des chocs avec les autres particules rencontrées (les siennes ou celles d'un corps adjacent, appliqué sur le premier) Il y a création de chaleur, mais pas de déplacement de matière.Par exemple ce peut être le contact entre 2 solides

Exemple: notre peau se réchauffe en la trempant dans un liquide stablement chaud, car les molécules chaudes de l’eau choquent les molécules plus fraîches de notre peau en y créant de l’énergie, mais sans qu'il y ait mouvement (l'eau est rigide, dans sa stabilité).

Quand la conduction perdure et affecte, de proche en proche, la profondeur du matériau, on la nomme diffusion -ou plus exactement thermodiffusion- dans laquelle il y a tendance à uniformisation) et les caractéristiques des matériaux interviennent (capacité thermique, conductivité, résistance thermique, etc)

La puissance correspondante estPd= f*.g / c’

avec Pd(W)= puissance de thermodiffusion dissipée dans un corps

f*(W-m/K)= sa résistivité thermique

c’(J/kg-K)= sa capacité thermique massique

g(m/s²)= pesanteur

 

Lconduction (dixit Fourier) présente les caractéristiques suivantes :

--elle transfère des molécules chaudes vers des zones froides

--elle est fonction de la surface de contact

--elle est fonction du temps de contact (on parle alors de flux de conduction)

--elle est fonction du gradient de température.

Cela se traduit par la formule   ΔEq  = Cv.ΔT

ΔEq(J)= conduction = quantité de chaleur acquise par un corps quand il subit une variation de température ΔT(K)

Cv(J/K)= capacité thermique du corps (matériau) à volume constant

et si l'on fait intervenir la durée >>>   Pd = c*.S ΔT / Δl

où Pd(W)= flux de conduction subie par un corps

c*(W/m-K)= résistance linéique thermique

S(m²)= surface normale du corps, par rapport à la direction du flux

T(K)= température absolue

Dl(m)= variation de coordonnée

 

-la convection  est un transfert de chaleur par contact entre 2 corps, mais avec déplacement de matière.Le premier corps assume un contact déformable et renouvelé entre ses molécules et d'autres molécules proches (les siennes ou celles d'un second corps mitoyen, qui est le plus souvent un fluide)

Le premier transmet ainsi ses molécules chaudes de proche en proche Par exemple l'eau d'une casserole qu'on chauffe, échange de la chaleur de convection entre ses propres molécules, comme le montre le bouillonnement de sa partie chaude vers une autre partie plus froide.

La possibilité de ce transfert est aussi conditionnée par la qualité interne des corps (conducteurs ou isolants) et en particulier par le coeff° de transfert (diffusivité isotherme) κ’ (en W/m²-K)

La convexion peut être naturelle (courant d'air, courant marin...) ou artificielle (circulation d'eau chaude dans une tuyauterie, sous effet d'une pompe)

 

-la notion d’échange calorifique physiologique  est mesurée par la puissance (énergie dans le temps) faisant intervenir les qualités   du milieu

Pq= Eq/ t = T.S.κ’

Pq = puissance (flux), Eq(J)= énergie calorifique échangée entre un corps vivant et le milieu où il évolue, t(s)= temps de l’échange, T(K)= température de discontinuité sur l’interface, S(m²)= surface d’échange, κ(W/m²-K)= coefficient de transfert thermique  du milieu   Voir chapitre "contact de notre corps avec la chaleur"

 

-l’inertie thermique est une notion exprimant le freinage de l'échange calorifique (cela est fonction de la  capacité thermique)

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-effet de serre

Les ENCAISSEMENTS d'ENERGIE par la TERRE

La constante solaire est de 1361 W/m² >>> c'est ce qui arrive (puissance surfacique) à une altitude de   50 km au-dessus du sol terrestre

A 10 km d'altitude (début de l'atmosphère) il en reste 340 W/m² et là :

77 sont reflétés sur les nuages, 66 sont absorbés par les molécules d'air, 29 sont reflétés par la surface terrestre et 168 sont absorbés par le sol

-mais --par ailleurs-- la chaleur propre de notre planète (le feu interne) apporte environ 68 W/m²

-et enfin les réémissions infra rouges de l'atmosphère (qui a emmagasiné de l'énergie, à cause des  rayons solaires traversants et aussi des réémissions depuis le sol) représentent 324 W/m²

Le total des acquisitions est donc de 560 W/m² (168 + 68 + 324)

 

Les SORTIES d'ENERGIE depuis la TERRE

Les 560 W/m² ci-dessus confèrent au sol une température moyenne de # 15 °C qui sont réémis sous la forme de rayonnements -surtout infrarouges de

103 à 5 nm-

Cette réémission se décompose en 40 W/m² qui repartent par exhalaison directe vers l'espace, 165 W/m² qui sont perdus dans l'atmosphère (qui ultérieurement les rendra à l'espace ou au sol terrestre) puis 30 W/m² sont absorbés par les nuages – qui les rendront aussi à l'espace)

Mais en faisant le bilan, on voit qu'il reste une puissance surfacique (p*) positive de (560 -40 -165 -30 = 325 W/m² qu'on dénomme Effet de serre

L'effet de serre est bénéfique pour réchauffer l'atmosphère, sinon la déperdition dans le vide ferait diminuer la température d'équilibre de l'atmosphère, qui est de 18°C.Ces 18°C de température résultent du calcul approché (issu de la formule du corps noir) soit

T = (p*r / Kr)1/4 où Kest la constante de Stefan-Boltzmann (5,6.10-8)

p* (W/m²) est la puissance surfacique résiduelle au sol, soit # 400 W/m² et T la température en Kelvins

L'effet de serre est par contre maléfique s'il est trop élevé, car si l'on dépasse les 18° C ci-dessus définis, cette chaleur en excès va créer un réchauffement climatique (les 18° C correspondent à la moyenne de l'atmosphère, mais au sol, il n'y en a que 15)

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-effet Unruh

Effet Unruh

Quand une particule est soumise à une accélération dans le "vide intégral", un rayonnement à effet thermique apparaît (création de température) alors qu'aucune intervention énergétique externe n'a cependant été fournie. On estime donc que c'est une part de l'énergie du vide qui en est la cause

Cette température est proportionnelle à l'accélération γ(m/s²)

sous la formulation T =  h.θ.γ / c.kB.

kB = constante de Boltzmann 
h = constante de Planck réduite
θ = angle plan  (deux pi radians si l'on est dans un système où le radian est l'unité d'angle plan)
c = constante d'Einstein
Cette température T est plus théorique que pratique, car sa valeur est si faible (< 10-20 K) qu'aucune expérience n'a pu être actuellement mesurée
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-énergie interne

Un système n'échangeant pas de matière avec l'extérieur exprime cependant 2 types d'énergie : 

-une énergie macroscopique, perceptible grâce à la création de mouvements ou radiations (énergies cinétiques, interactions gravitationnelles, interactions chimiques ou électromagnétiques....)

-une énergie microscopique interne, peu perceptible à nos sens et due aux liaisons, réactions, interactions à l'intérieur intime du lot de molécules constituant le système. On la désigne par le symbole U et sa variation est constituée d’une somme des variations de ses diverses composantes (internes)

ΔU = ΔEc + ΔEé + ΔEp + Ef + Eh + H

où ΔEc = variation d'énergie cinétique , ΔEé = variation d'énergie électromagnétique , ΔEp = variation d'énergie potentielle, H = énergie enthalpique, Ef = énergie de frottement, Eh = énergie chimique

Voir le premier principe de la thermodynamique

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-énergie molaire

Une énergie molaire est une énergie (en général chimique) ramenée à une quantité de matière

Equation aux dimensions : L2.M.T-2.N-1       Symbole E*           Unité S.I.+ : le (J/mol)

ENERGIE MOLAIRE

E* = E / q

avec E(J)= énergie

q(mol)= quantité de matière concernant E*(J/mol)

 

-énergie chimique molaire considérée dans un système thermodynamique :

E*= dG / dq

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

G(J)= enthalpie libre (de Gibbs)

q(mol)= quantité de matière

-évolution de cette énergie molaire   E*= R*.T Log Km

avec 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 >>

Km étant alors remplacée par la fraction de concentration massique ym

La valeur de E*h(J/mol) est usuellement comprise entre 7 et 28.104 J/mol

-chaleur molaire de combustion

C'est l'énergie calorifique produite (à conditions T.P.N) par la combustion de la mole d’un corps  >> E*c= E/ q

avec E*c(J/mol)= chaleur molaire de combustion d’un corps

Et (J)= énergie thermique produite par la combustion

q(mol)= quantité de matière impliquée dans cette combustion

 

POTENTIEL CHIMIQUE MOLAIRE

Dans certains cas, on nomme l'énergie molaire «potentiel molaire»

Mais attention: le mot "molaire" est souvent omis quand on parle de cette grandeur, qui est abusivement simplifiée en "Potentiel chimique"- ce qui est une erreur :

Un potentiel chimique est une énergie (pure) et quand il est potentiel molaire, il faut le distinguer

Ce potentiel chimique molaire (grandeur intensive) est une variation d’enthalpie libre molaire d'un constituant (variation obtenue par ajout d'une molécule de ce constituant, en conservant tous les autres paramètres que sont pression, température et quantités des autres constituants)

E*= ΔG / Δq

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

Δ(symbole)= variation

G(J)= enthalpie libre

q(mol) = quantité de matière

-potentiel chimique molaire dans un système thermodynamique

E*= q'h.m‘m

q'h (J/kg)= enthalpie massique, qui vaut par ailleurs (dF/dm) - (dG/dm)

F et G(J) sont les énergies de Helmholtz et de Gibbs

m(kg)= masse de composant

m‘m(kg/mol)= masse molaire du composant

-potentiel chimique molaire d’un constituant gazeux dans une réaction chimique

dE*= -S.dT / q + V*.dp

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

S / q(J/mol-K)= entropie molaire

V*(m3/mol)= volume molaire

p(Pa)= pression

T(K)= température absolue

 

DENSITÉ SUPERFICIELLE D'ÉNERGIE MOLAIRE

Equation aux dimensions structurelles : M.T-2.N-1       Symbole  : j*      

Unité S.I.+ : le J/m²-mol

j* = E / S.q

avec j*(J/m²-mol)= densité superficielle d’énergie de q mol (quantité de matière)passant dans la surface S(m2) où transite l'énergie E(J)

E est l'énergie globale des particules impliquées dans ladite quantité de matière

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