POTENTIELS THERMODYNAMIQUES

-potentiels thermodynamiques

Un potentiel thermodynamique est énergétique et dépend des paramètres d'ETAT d'un système (et éventuellement de contraintes externes au système)

Quand le système évolue, il y a équilibre si l'un des potentiels thermodynamiques est minimal

 

LISTE des POTENTIELS THERMODYNAMIQUES

F (l’énergie libre, dite de Helmholtz ), quand volume et température sont constants

G (l’enthalpie libre, dite de Gibbs) quand température et pression sont constantes

S (l’entropie)

H (l’enthalpie globale) quand entropie et pression sont constantes

U (l’énergie interne du système) quand l’entropie et le volume sont constants

Eg (grand potentiel) quand un système appartenant à un ensemble statistique échange matière et énergie avec d'autres systèmes externes

 

FONCTIONS DE MASSIEU

ce sont des relations entre les potentiels thermodynamiques F, G, H, U, qui sont des énergies et exprimés en Joules et l'entropie S (en J/K)

F = U -T.S      G = U -T.+ p.V     H = U + p.V

F = énergie libre ou de Helmholtz (c’est à dire directement utilisable)

G = énergie enthalpique libre (ou directement utilisable)

H = énergie enthalpique (ou enthalpie) qui est dépensée aux changements d’état

U = énergie interne totale (sauf cinétique)

Eh(J)= énergie chimique

p(Pa)= pression

S(J/K)= entropie

T(K)= température

V(m3)= volume

 

GRAND POTENTIEL

C'est E= - kB.T.Log(fonction de partition)

kB est la constante de Boltzmann

 

IDENTITE d'EULER

C'est l'expression de l'énergie interne, en fonction de variables intensives (comme pression, température...) et extensives (comme volume, entropie, nombre de particules....) et indiquant leur interaction

dU = T.d- p.V + ΣEh.dy+ S.dT - V.dp + Σy0.dEh

où y0= concentration de particules

Cas particuliers de l'identité d'Euler

Relation de Gibbs-Duhem

C'est une partielle de l'identité dU = S.dT - V.dp +  Σy0.dEh

Equations de Maxwell c'est un cas où certaines variables deviennent constantes

dF = -S.dT - dV.p

dG = -S.dT + V.dp

dH = dS.TV.dp

dU = dS.T- V.dp

Nota: S l'entropie est parfois appelée -dans ces relations- potentiel thermodynamique entropique

où U = énergie interne totale (sauf cinétique)--F = énergie libre ou de Helmholtz (c’est à dire directement utilisable)--G = énergie enthalpique libre (ou directement utilisable)--H = énergie enthalpique (ou enthalpie) qui est dépensée aux changements d’état--S l'entropie--p la pression--T la température--V le volume

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