Thermodynamique de la chimie

L'enseignement de la thermodynamique implique des choix malaisés entre les
différents concepts de base comme l'entropie, la température, la chaleur, etc.
Toute présentation cohérente de cet enseignement se doit de sélectionner,
parmi ces concepts, un nombre minimum d'entre eux considérés comme
fondamentaux et définis de manière axiomatique, les autres s'en déduisant
logiquement. Bien que cet ouvrage soit tourné essentiellement vers les
applications de la thermodynamique à la chimie, un soin tout particulier a été
apporté à la cohérence de la présentation de ces concepts de base et, d'une
façon générale, à l'amélioration de la compréhension des raisonnements d'usage
courant en thermodynamique chimique. Cette démarche explicative s'appuie sur
un choix délibéré : faire du concept de processus élémentaire, familier en
chimie, le concept fondamental pour comprendre l'évolution d'un système
macroscopique (composé d'un très grand nombre de particules). La
thermodynamique est ainsi présentée comme décrivant à l'échelle macroscopique
l'ensemble des états dynamiques qu'un système peut parcourir. Le concept
d'état s'identifie à l'ensemble minimum des grandeurs macroscopiques
nécessaires pour préciser les propriétés instantanées et prévoir les
propriétés ultérieures. À l'intérieur de l'espace de tous ces états, les états
d'équilibre n'en constituent qu'une famille particulière. C'est dans ce cadre
conceptuel très large, incluant la description des états hors d'équilibre, que
sont présentés les principes fondamentaux. Les applications de ces principes
fondamentaux sont traitées avec le même souci de rigueur dans le classement et
l'explication des phénomènes étudiés. Sont soulignées en particulier quelques
idées indispensables à la bonne compréhension de ces phénomènes : - la
disparité souvent très importante des temps caractéristiques d'évolution des
différents processus et les approximations qui en résultent « adiabatique », «
de l'équilibre local » « ou « de l'équilibre incomplet » ; - les limites de
l'approche purement thermodynamique et le rôle parfois incontournable des lois
cinétiques ; - la différence qualitative entre le traitement des systèmes
monophasés et polyphasés pour la recherche des états d'équilibre et la
distinction parfois subtile entre ces deux modèles ; - le rôle essentiel joué
par les tables thermodynamiques et les conventions admises pour les établir.
L'ouvrage est autocohérent. Le lecteur débutant peut ignorer toute notion
thermodynamique intuitive qu'il aurait déjà rencontrée. Le lecteur averti,
invité à repenser les concepts thermodynamiques, trouvera l'enrichissement
parfois inattendu de l'enseignant qui prend plaisir à faire comprendre.