Enthalpie
L'enthalpie est un concept utilisé dans les sciences et l'ingénierie lorsque la chaleur et le travail doivent être calculés. Le nom vient du mot grec "enthalpos" (ενθαλπος), qui signifie "mettre de la chaleur dans". L'idée et le mot ont été inventés par la scientifique néerlandaise Heike Kamerlingh Onnes en 1909.
Lorsqu'une substance change à pression constante, l'enthalpie indique la quantité de chaleur et de travail qui a été ajoutée ou retirée de la substance.
L'enthalpie est similaire à l'énergie, mais pas identique. Lorsqu'une substance croît ou rétrécit, l'énergie est utilisée ou libérée. L'enthalpie est responsable de cette énergie. C'est pourquoi les scientifiques calculent souvent le changement d'enthalpie plutôt que le changement d'énergie.
Envisagez un système contenant une quantité fixe de gaz. Toute énergie thermique entrant dans le système le fera :
1) Augmenter l'énergie interne du gaz
ou
2) Conduire à un travail d'expansion du système. Le travail effectué est le produit des pressions et du volume. L'enthalpie tient donc compte de ces deux facteurs :
Enthalpie et réactions chimiques
Lorsqu'une réaction chimique se produit, une substance peut devenir plus chaude ou plus froide. En conséquence, la chaleur va circuler vers les choses qui l'entourent, ou à partir de ces choses, jusqu'à ce que sa température soit à nouveau la même. Si la pression reste la même, cette quantité de chaleur indique à quel point l'enthalpie a changé.
Par exemple, si l'essence est brûlée à l'air libre, elle dégage de la chaleur. Si nous supposons que 100 kilojoules de chaleur ont été libérés, alors l'enthalpie de l'essence a été réduite de 100 kilo joules. Par conséquent, le changement d'enthalpie pour cette réaction était ∆H = -100 kJ.
Si une réaction chimique dégage de la chaleur (réchauffant son environnement), on dit que l'enthalpie de la réaction a diminué. La valeur de ∆H est négative. Ce type de réaction, comme l'exemple ci-dessus, est appelé exothermique.
Si une réaction chimique absorbe de la chaleur (refroidissant son environnement), alors l'enthalpie de la réaction a augmenté. La valeur de ∆H est positive. C'est ce qu'on appelle une réaction endothermique.
Pages connexes
- Potentiel thermodynamique
- Entropie
- Gibbs : l'énergie gratuite
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que l'enthalpie ?
R : L'enthalpie est un concept utilisé en science et en ingénierie pour calculer la chaleur et le travail d'une substance.
Q : D'où vient le nom "enthalpie" ?
R : Le nom "enthalpie" vient du mot grec "enthalpos" (ενθαλπος), qui signifie "mettre de la chaleur dans".
Q : Qui a inventé l'idée et le mot "enthalpie" ?
R : C'est la scientifique néerlandaise Heike Kamerlingh Onnes qui a inventé l'idée et le mot "enthalpie" en 1909.
Q : Quel est le lien entre l'enthalpie et l'énergie ?
R : L'enthalpie rend compte de l'énergie utilisée ou libérée lorsqu'une substance croît ou rétrécit, mais ce n'est pas la même chose que l'énergie.
Q : Pourquoi les scientifiques calculent-ils souvent le changement d'enthalpie plutôt que le changement d'énergie ?
R : Les scientifiques calculent souvent le changement d'enthalpie parce qu'il prend en compte l'énergie utilisée ou libérée lorsqu'une substance change de taille.
Q : Que se passe-t-il lorsque de l'énergie thermique pénètre dans un système contenant une quantité fixe de gaz ?
R : Lorsque de l'énergie thermique pénètre dans un système contenant une quantité fixe de gaz, elle peut soit augmenter l'énergie interne du gaz, soit entraîner un travail de dilatation du système.
Q : Comment l'enthalpie prend-elle en compte les facteurs de pression et de volume ?
R : L'enthalpie tient compte des facteurs de pression et de volume en considérant le travail effectué, qui est le produit des pressions et du volume.
