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Les variations d’entropie, qui dépendent des changements de l’ordre dans le
système, peuvent être prévues à partir de quelques concepts généraux.
• Lorsqu’une substance passe de l’état solide à l’état liquide et de l’état liquide
à l’état gazeux, son entropie croît (Figure 6). Les entités constituant un
réseau cristallin sont disposées selon un ordre très régulier et composent
un environnement montrant des distances et des angles identiques, de
sorte qu’il devient possible d’identifier une structure élémentaire de base
qui se répète dans l’ensemble du solide. Lors de la fusion, cet édifice
cristallin s’effondre et les entités n’occupent plus, les unes par rapport aux
autres, des positions « fixes » : l’entropie est plus élevée dans le liquide que
dans le solide. Finalement, la vaporisation du liquide conduit à un gaz qui
occupe tout l’espace disponible. L’augmentation générale de volume signifie
que chaque molécule peut se déplacer plus librement et occuper plus
de positions que dans le liquide : le gaz est nettement plus désordonné que
le liquide et son entropie est plus élevée.
S solide
S liquide
S gaz
En général, l’accroissement de l’entropie correspondant au passage de l’état
liquide à l’état gazeux est nettement plus grand que celui correspondant à la
fusion.
(a)
Figure 6 L’entropie et les phases de la matière. (a) L’entropie du brome liquide est de 152 J/K
par mole, celle du brome gazeux vaut 175. (b) L’entropie de la glace, dont la structure
cristalline est très ordonnée, est plus petite que celle de l’eau liquide.
(b)
• L’entropie s’accroît lorsqu’un composé à l’état condensé (liquide ou
solide) se dissout dans un solvant (Figure 7).
H 2
O
C 6
H 22
O 11
(s)→ C 6
H 22
O 11
(aq) ∆S 0
Lors de la dissolution du saccharose dans l’eau, les molécules de soluté
passent d’un état cristallin très ordonné à un état plus désordonné : les
molécules se « détachent » les unes des autres et sont plus libres de se
déplacer dans un volume nettement plus élevé. Cependant, il se peut que les
molécules d’eau soient plus ordonnées dans la solution que dans le liquide
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