Bonsoir,
Voila j ai un devoir en Thermo mais je suis vraiment vraiment nulle donc je me suis dis que je met l'énoncé et que j'essaie de répondre petit a petit comme ca vous me corrigez svp.
Problème : Thermodynamique de la mitose : énergie libre, enthalpie libre
Ce problème illustre l’apport de la thermodynamique pour relier les processus cellulaires à leur base moléculaire : on veut calculer le nombre de molécules d’adénosine triphosphate (ATP) qu’une cellule doit hydrolyser pour se diviser en deux cellules filles.
On considère une émulsion formée de petites gouttes d’huile en suspension dans de l’eau. Chaque goutte peut être considérée comme un modèle de cellule extrêmement simplifié.
Dans la première partie, on isole une seule goutte dans l’eau afin d’en étudier l’évolution.
Dans la deuxième partie, on considèrera le système formé de deux gouttes d’huile (deux cellules)
Partie I : Soit une goutte d’huile sphérique de rayon r, plongée dans l’eau contenue dans une enceinte de volume VT. La pression de l’eau de volume Ve est Pe. A l’intérieur de la goutte règne une pression Pi. Le volume de la goutte est noté Vi, sa surface de contact avec l’eau est Σ. Le volume de l’enceinte (constant) est donc : VT = Ve + Vi. La température T du système est également constante. On note σ, la tension superficielle de l’interface eau/goutte.
On cherche l’équilibre du système total (eau + goutte). Ce système maintenu à température constante est forcément en contact avec un thermostat.
1°) Le système total reçoit-t-il du travail de l’extérieur ? Appliquer le premier principe au système total lors d’une évolution quelconque. Le premier principe permet-il de prédire l’évolution spontanée du système ?
2°) Appliquer le second principe à l’univers formé du thermostat et du système total. En déduire une inégalité prédisant la variation de l’énergie libre : F = U - TS. Lorsque le système a atteint son équilibre, que peut-on dire de l’énergie libre ?
3°) Exprimer la surface Σ et le volume Vi de la goutte en fonction de son rayon r. Exprimer leur différentielle dΣ et dVi en fonction de r et dr. Montrer que dVe= -dVi
4°) En écrivant que l’énergie libre du système totale est donnée par :
F = Fi + Fe + Fs(1)
où Fi, Fe,et Fs sont respectivement l’énergie libre de l’huile à l’intérieur de la goutte, de l’eau et de la surface de la goutte , montrer que :
dF = -PedVe - PidVi +σdΣ (2)
lorsque la goutte subit une transformation infinitésimale faisant passer son rayon de r à r + dr.
5°) Compte tenu de 2°) et de 3°), déduire de (2) que l’équilibre est donné par : Pi-Pe = 2σ/r
Réponse :
1) Oui Le systeme reçoit un travail de l'exterieur car la temperature est constante car maintenue par le thermostat .( c est confus )
dU = drond Q + drond W
= CdT -PdV
apres je ne sais pas j essaie de bosser et a chaque fois je mettrai mes réponses
Merci et desolée du bazar
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