Energie interne d'un système

[grene]

Bonjour,

Connaissez vous un cas concret (idéalement de la vie quotidienne) d'une réaction chimique exotherme (donc deltaQ < 0) mais où deltaU > 0?
Je veux donc parler d'une réaction où le travail que l'environnement effectue sur le système est positif et est (en valeur absolue) plus grand que l'énergie thermique cédée par le système.
Je ne sais absolument pas si un tel phénomène existe (et je n'en ai jamais entendu parler, d'où ma question), mais théoriquement cela devrait être possible: deltaU = Q + W, si Q < 0 et W > 0 et la valeur absolue de W > Q.
Donc en gros: une réaction très faiblement exothermique, mais accompagnée d'une très grande diminution du volume.

Et dans l'autre sens, cela devrait théoriquement aussi être possible aussi: donc deltaQ > 0) mais deltaU < 0.


Merci d'avance pour vos avis et bonnes fêtes à toutes et tous.

Slts

Grene
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[petitmousse49]

Bonjour
Quelques précisions pour bien situer le problème et adapter les notations à la thermochimie. Dans les conditions usuelles, sous pression extérieure constante, la quantité de chaleur reçue par le système chimique est égale à sa variation d'enthalpie : Q=ΔH. Pour une réaction d'équation donnée et pour un avancement ξ donné (mesuré en mole), on obtient en bonne approximation : Q=ΔH=ξ.Δ_rH° où Δ_rH° désigne l'enthalpie standard de réaction dont on peut trouver la valeur à une température donnée à partir des tables thermodynamiques. A la même température, en bonne approximation, la variation d'énergie interne du système est : ΔU=ξ.Δ_rU° où Δ_rU° désigne l'énergie interne standard de réaction.
A ce que je comprends, tu voudrais obtenir pour une même température : ΔH<0 (réaction exothermique) et ΔU>0. Compte tenu de ce qui précède, cela revient à avoir, pour une réaction d'équation donnée, et à une température donnée : Δ_rH°<0 et Δ_rU°>0.
En bonne approximation, ces deux grandeurs de réactions sont reliées par la relation :
Δ_rH°=Δ_rU°+∑ν_i,gaz.RT où ∑ν_i,gaz représente :
(somme des coefficients stœchiométriques des gaz produits)-(somme des coefficients stœchiométriques des gaz réactifs).
Tu vois que la double inégalité que tu souhaites est théoriquement possible sous réserve que : ∑ν_i,gaz<0.
Maintenant, il faut regarder les ordres de grandeurs : Δ_rU° est très souvent de l'ordre de quelques centaines de kJ/mol alors que, à température ambiante, RT est de l'ordre de 2,5kJ/mol... Il faudrait donc une réaction entre des gaz produisant essentiellement des solides et/ou liquides et il faudrait aussi que les liaisons coupées et les liaisons créées lors de la réaction soient d'énergies voisines et en nombres voisins pour obtenir une valeur absolue de Δ_rU° assez faible. Puis cette valeur devrait être positive...
Bref : ce genre de réaction existe peut-être mais personnellement, je n'ai pas d'exemple en tête.

[grene]

Bonjour Petitmousse,
Merci pour ta réponse.
T’as exactement compris ma demande, et t’es arrivé exactement à la même conclusion: theoriquement, c’est possible, mais pratiquement, il on ne sait citer d’exemple concret.

Peut-être que quelqu’un d’autre possède des connaissances plus vastes.

Bonne fin d’année

Grene

[petitmousse49]

Comme déjà écrit, c'est théoriquement possible mais certainement très rare compte tenu des ordres de grandeurs. Personnellement, tous les exemples que je connais correspondant à une valeur absolue de Δ_rU° très faible (quelques kJ/mol) correspondent aussi à ∑ν_i,gaz nul donc à Δ_rU° = Δ_rH° .

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