Energie interne et enthalpie

[invite194ee1f6]

Bonjour.
Pourquoi l'énergie interne d'un système ne possède pas la capacité de repousser l’atmosphère et qu'à cause de ce fait, il faut faire appel à l'enthalpie ?
L'énergie interne n'est-elle pas l'énergie totale qu'a le système en son sein ? De quel(s) autre(s) endroit(s) pourrait venir l'énergie si ce n'est de l'énergie cinétique et potentielle des différents constituants du système ?
Si le P*V qui repousse l'atmosphère vient des énergies cinétiques et potentielles des constituants du système, alors ce P*V fait partie partie de U et on ne doit donc pas le rajouter deux fois en faisait U + P*V.
Si le P*V qui repousse l'atmosphère ne fait pas partie de l'énergie interne du système, c'est à dire des énergies cinétiques et potentielles des constituants du système, alors d'ou vient cette énergie P*V ? Parce qu'il me semble que l'énergie que possède un système ne peut être que sous forme d'énergie cinétique et potentielle de ses constituants, non ?
Donc, le P*V ne peut pas venir d'ailleurs que là(là = des énergies cinétiques et potentielles des constituants du système), or si il vient de là, c'est qu'il fait partie de U et que donc, on ne peut pas le rajouter deux fois en faisant U + P*V. En conséquence, l'enthalpie n'a pas de sens. ( c'est ce que je me dis, bien sûr, j'ai tort puisque l'enthalpie a certainement un sens que je ne perçois pas, mais j'étale mes raisonnements afin que vous puissiez voir sur quel(s) point(s) précis je me trompe pour pouvoir mieux me guider).
Pouvez vous m'aider à éclaircir ces zones d'ombre ?
Je vous remercie.
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[FC05]

Bonjour.
Pourquoi l'énergie interne d'un système ne possède pas la capacité de repousser l’atmosphère et qu'à cause de ce fait, il faut faire appel à l'enthalpie ?

L'énergie ne repousse rien !
Pour le reste, c'est tellement loin de tout sens que je ne sais pas quoi répondre.
Reprend tes cours à la base.

[moco]

Normalement on devrait se satisfaire de l'énergie interne U, dans les calculs thermodynamiques. Dès qu'on importe du travail (par exemple en comprimant une seringue) ou de la chaleur en chauffant, on augmente l'énergie interne. En sens inverse, dès que le système fournit du travail en repoussant le piston par exemple, ou en chauffant les alentours, son énergie interne baisse, Mais il y a un travail qu'on a tendance à négliger, qui est comme tu le dis, le travail pour repousser l'atmosphère si le système est le siège d'une réaction qui dégage un gaz. Mais ce travail est petit, donc on a tendance à l'oublier si on calcule la variation de l'énergie interne. Et si on l'oublie, la somme des autres travaux et des chaleurs échangées donne la variation de ce qu'on appelle l'enthalpie H.

Il y a un peu la même relation entre U et H qu'entre le poids et le poids apparent. Pour connaître le poids exact (ou la masse si tu préfères) d'un objet, on devrait le peser dans le vide. En le pesant dans l'air, l'objet subit la poussée d'Archimède et pèse un petit peu moins que dans le vide, très peu moins en fait. Pour connaître le poids exact, on devrait ajouter à la pesée la poussée qui est égale au poids du volume d'air déplacé. Mais personne ne le fait.

Comme tu le dis, l'enthalpie n'a pas de sens. Mais elle est pratique. Elle permet de calculer les échanges de chaleur entre un système et les environnements quant le seul travail présent est celui qui repousse l'atmosphère.

[invite194ee1f6]

L'énergie est la capacité d'effectuer un travail, donc de repousser...
Si mes cours expliquaient cela comme il faut, je n'aurais pas demandé d'explications.
Je ne voudrais pas paraitre désagréable mais répondre sur un forum pour dire qu'on ne répondra pas est inutile et pour le coup, éloigné de tout sens.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite194ee1f6]

Merci moco, voilà une réponse très intéressante. Je vais réfléchir sur tes propos.

[invite194ee1f6]

"Et si on l'oublie, la somme des autres travaux et des chaleurs échangées donne la variation de ce qu'on appelle l'enthalpie H. "

Il n'y a pas d'erreur dans cette phrase, c'est bien ce que tu as voulu dire ?

[mach3]

aie aie aie, je crois qu'il y a des méprises... reprenons du début: (PS : je n'avais pas vu les autres réponses avant de poster, j'ai mis trop de temps pour effectuer l'envoi)

l'énergie interne est la somme des énergies cinétiques et potentielles microscopiques, OK. Ensuite il y a plusieurs moyen de faire varier l'énergie interne d'un système :
-la chaleur ()
-le travail ()
qui correspondent aux différents termes présents dans sa différentielle lors d'une transformation quasi-statique réversible (il y en d'autre mais inutile de les introduire ici).

On note que dans le cadre d'un système fermé (n'échangeant pas de matière), la variation d'énergie interne est identifiable à la chaleur pour un système de volume constant (pas de travail), c'est donc pratique car l'énergie interne ne se mesure pas, seuls la chaleur et le travail se mesurent.

problème, la plupart des systèmes qu'on peut étudier ne sont pas à volume constant, il est donc utile de construire d'autres fonctions d'état à partir de l'énergie interne.

Si on ajoute le produit PV à l'énergie interne, on obtient l'enthalpie. Le sens physique de PV n'est pas très clair, mais cela n'a pas beaucoup d'importance, l’intérêt, c'est qu'on a maintenant une fonction d'état dont les variations coïncident avec la chaleur échangée à pression constante, ce qui est extrêmement pratique.

Pourquoi l'énergie interne d'un système ne possède pas la capacité de repousser l’atmosphère et qu'à cause de ce fait, il faut faire appel à l'enthalpie ?

ou avez vous entendu une pareil chose? ça fait difficilement sens pour moi...

m@ch3

[invite194ee1f6]

Je comprends ce que vous dites mais en fait, pour simplifier mon problème:

"La fonction enthalpie correspond à l'énergie totale d'un système thermodynamique. Elle comprend l'énergie interne qui est l'énergie nécessaire pour créer le système, à laquelle est additionné le travail que ce système doit exercer contre la pression extérieure pour occuper son volume." ( wiki)

mach3, il me semble que c'est vous qui, dans un autre post, m'avez dit qu'un travail vers l'extérieur est du au mouvement des particules (qui constituent le système) qui vont dans le même sens.
En conséquence, ce "travail que ce système doit exercer contre la pression extérieure pour occuper son volume" provient de l'énergie cinétique des particules qui constituent le système, cette même énergie cinétique qui est incluse dans U...Donc en faisant U + P*V, j'ai l'impression qu'on a pris en compte deux fois cette énergie.

mais moco me dit:"Mais ce travail est petit, donc on a tendance à l'oublier si on calcule la variation de l'énergie interne.". Mais on ne l' oublie pas dans la mesure ou il fait déjà partie de U sous forme d'énergie cinétique d'après ce que j'ai expliqué plus haut, non ? Donc en parlant de delta U, on le prend forcément en compte, non ?

[invite194ee1f6]

"Mais il y a un travail qu'on a tendance à négliger, qui est comme tu le dis, le travail pour repousser l'atmosphère si le système est le siège d'une réaction qui dégage un gaz."

Admettons qu'on ait deux réactifs qui constituent notre système d'énergie interne U.
on fournit de la chaleur et du travail à ce système: admettons qu'en faisant ça, les réactifs réagissent pour former un produit gazeux qui augmente en volume. on a donc:

delta U = Q + W - P* delta V (on a fourni chaleur, travail et le système a fourni du travail pour augmenter son volume)

delta H = delta U + P* delta V

Donc: delta H = Q + W

c'était pour revenir à cette phrase: "Et si on l'oublie, la somme des autres travaux et des chaleurs échangées donne la variation de ce qu'on appelle l'enthalpie H. "

C'est en ne l'oubliant pas qu'on obtient delta H = Q + W, non ?