Critère de transformation d'un système

Evolution d'un système dans le temps:

• Un système peut rester identique à lui-même, sans modification de composition ou de nature : on dit que le système est dans un état d'équilibre.
• Un système peut évoluer c'est à dire se transformer :
  • la transformation peut être spontanée (elle se fait sans l'intervention du milieu extérieur)
  • la transformation est non spontanée : elle se fait avec apport d'énergie par le milieu extérieur.

Critère de tranformation spontanée

La transformation spontanée d'un système, à pression et température constantes, a lieu si la fonction D G (enthalpie libre) est négative.

Cette fonction D G est reliée à 2 autres fonctions : à la variation d'enthalpie D H et d'entropie D S ainsi qu' à la température par la relation :

D G = D H - T D S

D G s'appelle également " énergie de Gibbs ".

Pour décrire la possibilité de l'évolution d'un système, il faut donc considérer la variation des termes de variation d' enthalpie ( D H) et de variation d'entropie (D S) .

Exemple de transformation :
Le méthane comme les hydrocarbures homogues supérieurs se dissout très mal dans l'eau.

Méthane gazeux => Méthane en solution dans l'eau
D H négatif : réaction exothermique
D S négatif
-T D S a une valeur fortement positive

La réaction de passage gaz en solution est exothermique ; mais parallèlement il y a une forte diminution d'entropie (le degré d'ordre augmente par ce qu'il se forme des structures en cage de l'eau autour du méthane (clathrates). La stabilité des cages formées par l'eau autour du méthane est assurée par les liaisons hydrogène.