Exercices Corrigés Énergie libre de Gibbs ou enthalpie libre (PDF)

Description

Énergie Libre de Gibbs (Enthalpie Libre) : Exercices Corrigés de Thermodynamique (Chapitre 12)

Maîtrisez le concept clé de l’énergie libre de Gibbs avec des exercices variés et des corrigés détaillés pour prédire la spontanéité des réactions chimiques. Niveau : Enseignement Supérieur (Licence, Classes Préparatoires) Auteur : Supporty.tn Ce document propose une série d’exercices conçus pour vous aider à comprendre et à appliquer le concept d’énergie libre de Gibbs (ou enthalpie libre), un pilier de la thermodynamique chimique. À travers des questions de définitions, des calculs et des analyses de cas, vous apprendrez à évaluer la spontanéité d’une transformation chimique.

TABLE DES MATIÈRES

• INTRODUCTION
• Section 1: Définitions et Concepts Fondamentaux
• Section 2: Calcul de l’Énergie Libre de Gibbs Standard (ΔG°)
• Section 3: Spontanéité des Réactions et Température
• Section 4: Énergie Libre de Gibbs et Constante d’Équilibre
• Section 5: Études de Cas et Problèmes d’Application
• RÉPONSES ET CORRIGÉS DÉTAILLÉS
• RESSOURCES COMPLÉMENTAIRES

INTRODUCTION

L’énergie libre de Gibbs, notée G, est une fonction d’état thermodynamique qui combine l’enthalpie (H) et l’entropie (S) d’un système pour en déterminer le potentiel thermodynamique. Introduite par le physicien Willard Gibbs, cette grandeur est fondamentale en chimie car sa variation (ΔG) lors d’une réaction à température et pression constantes permet de prédire le sens de l’évolution spontanée du système. Si ΔG est négatif, la réaction est spontanée dans le sens direct. Si ΔG est positif, elle est spontanée dans le sens inverse. Un ΔG nul indique que le système est à l’équilibre.

Comprendre l’enthalpie libre est donc crucial pour les chimistes et les ingénieurs qui cherchent à contrôler les réactions, à optimiser les rendements et à concevoir de nouveaux procédés. Ce chapitre vous guidera à travers les principes de l’énergie libre de Gibbs, de son calcul à son interprétation, en passant par son lien avec la constante d’équilibre. Les exercices qui suivent vous permettront de consolider vos connaissances et de vous exercer à manipuler ce concept puissant pour résoudre des problèmes concrets de thermodynamique chimique.

Objectifs d’apprentissage

• Définir l’énergie libre de Gibbs et comprendre sa signification physique.
• Calculer la variation d’énergie libre standard (ΔG°) pour une réaction chimique à partir des valeurs de ΔH° et ΔS°.
• Utiliser le signe de ΔG pour prédire la spontanéité d’une réaction et analyser l’influence de la température.

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