Calculez la variation d’entropie ΔS d’une réaction à partir des entropies standard des produits et des réactifs, ou directement à partir de la chaleur et de la température d’un processus réversible.
Enter every species in the balanced reaction with its coefficient and standard molar entropy S° (J/(mol·K)). ΔS° = ΣS°(products) − ΣS°(reactants).
For a reversible process, entropy change equals heat transferred divided by absolute temperature: ΔS = q / T.
q positif = chaleur absorbée par le système ; q négatif = chaleur libérée.
La température doit être supérieure à 0 K (température absolue).
Default example: melting 1 mole of ice at 0°C (273 K), where q = 6,010 J (the molar heat of fusion of water).
No extra inputs here — this tab reads whichever method you last used and explains what the result means.
Standard-entropy reading
Enter product and reactant S° values on the Standard Entropy tab to see a reading here.
Heat/temperature reading
Enter heat and temperature on the From Heat tab to see a reading here.
Résultat
—
Enter standard entropies or heat/temperature to compute ΔS.
ΔS (J/K)—
Désordre—
MéthodeStandard entropy
4 min de lecture4 étapes7 termes3 exemples6 questionsΔS° = ΣS°(products) − ΣS°(reactants)
L’entropie mesure le désordre thermodynamique : le nombre de façons dont les particules et l’énergie d’un système peuvent s’organiser tout en conservant le même aspect à l’échelle macroscopique.
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Étapes
Comment utiliser cette calculatrice
4 étapes▸
1
Choisir une méthode
Choisissez l’onglet Entropie standard si vous connaissez les entropies molaires standard (S°) tabulées de chaque espèce dans une équation équilibrée. Choisissez l’onglet À partir de la chaleur si vous connaissez plutôt la chaleur échangée lors d’un processus réversible et la température à laquelle il s’est produit.
2
Saisir les valeurs de S° des produits et réactifs
Dans l’onglet Entropie standard, indiquez toutes les espèces du côté des produits et des réactifs de l’équation équilibrée, avec leur coefficient et leur entropie molaire standard S° en J/(mol·K). Le calculateur soustrait automatiquement le total des réactifs à celui des produits.
3
Ou saisir la chaleur et la température
Dans l’onglet À partir de la chaleur, saisissez la chaleur q transférée (en joules) et la température absolue T (en kelvins) du processus. Le calculateur divise q par T pour obtenir ΔS ; cette méthode s’applique à tout processus réversible.
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Lire ΔS et l’évolution du désordre
La carte et l’onglet Résultat affichent la variation d’entropie ΔS (J/K) et indiquent si elle correspond à une hausse du désordre (ΔS > 0) ou à une baisse (ΔS < 0).
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Référence
Formule et méthodologie
2 formules▸
Différence d’entropie standard
ΔS° = ΣS°(products) − ΣS°(reactants)
Pour une équation équilibrée, la variation d’entropie standard est égale à la somme des entropies molaires standard des produits (chacune multipliée par son coefficient) moins la même somme pour les réactifs. Contrairement aux enthalpies de formation, les entropies molaires standard des éléments dans leur état standard ne sont jamais nulles : toute substance possède une entropie intrinsèque au-dessus du zéro absolu.
Entropie à partir de la chaleur (processus réversible)
ΔS = q / T
Pour un processus réversible, la variation d’entropie est égale à la chaleur transférée q (en joules), divisée par la température absolue T (en kelvins) à laquelle le transfert se produit. C’est la définition sur laquelle repose l’entropie. Cette formule sert notamment à analyser les changements d’état comme la fusion et l’ébullition, qui se déroulent à température constante.
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Glossaire
Termes clés expliqués
7 termes▸
Entropie (S)Grandeur thermodynamique qui mesure le nombre de façons dont l’énergie d’un système peut se répartir entre ses particules — autrement dit, son degré de désordre ou de hasard. Une entropie plus élevée signifie davantage d’arrangements microscopiques possibles pour le même état macroscopique.
Entropie standard (S°)Entropie absolue d’une mole d’une substance dans son état standard (1 atm, généralement 298 K), déterminée à partir de mesures calorimétriques. Contrairement à l’enthalpie, les valeurs absolues d’entropie existent et sont toujours positives, car toute substance conserve une certaine entropie, même dans sa forme la plus ordonnée.
DésordreFaçon informelle de décrire l’entropie : nombre de configurations microscopiques équivalentes compatibles avec l’état observable du système. Les gaz sont plus désordonnés (entropie plus élevée) que les liquides, eux-mêmes plus désordonnés que les solides, car leurs particules peuvent occuper beaucoup plus de positions et de vitesses.
Processus réversibleProcessus idéal qui peut être inversé sans laisser de changement net dans le système ni son environnement ; il progresse par une succession continue d’états d’équilibre. La relation ΔS = q/T s’applique strictement aux transferts thermiques réversibles, comme un changement d’état isotherme.
Deuxième principe de la thermodynamiquePrincipe selon lequel l’entropie totale d’un système isolé (système et environnement) ne diminue jamais au cours du temps : les processus spontanés augmentent toujours l’entropie totale de l’univers, même si l’entropie locale du système diminue.
ΔS (variation d’entropie)Différence d’entropie entre l’état final et l’état initial d’une réaction, en J/K (ou en J/(mol·K) pour une valeur par mole). Un ΔS positif signifie que le système devient plus désordonné ; un ΔS négatif signifie qu’il devient plus ordonné.
SpontanéitéCapacité d’un processus à se produire de lui-même, sans intervention extérieure continue. Un ΔS positif favorise la spontanéité, mais celle-ci dépend en définitive de l’énergie libre de Gibbs (ΔG = ΔH − TΔS), qui combine les effets de l’entropie et de l’enthalpie.
Pour CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g), ΔS° = 251.9 − 92.9 = +159.0 J/K. Cette forte valeur positive est cohérente : un solide se décompose en un autre solide et un gaz, dont les particules disposent de bien plus de positions et de vitesses possibles.
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Technicienne de laboratoire
Fusion de la glace à 0°C à l’aide de q/T
Chaleur absorbée, q 6,010 J (chaleur molaire de fusion de l’eau)Température, T 273 K (0 °C, point de fusion)
ΔS = 6,010 / 273 ≈ 22.0 J/K. La fusion est un changement d’état réversible à température constante ; q/T s’applique donc directement. Le ΔS positif traduit la liberté de mouvement accrue des molécules d’eau lorsqu’elles quittent le réseau rigide de la glace pour devenir liquide.
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Enseignant expliquant la formation d’un gaz
Pourquoi la formation d’un gaz augmente l’entropie
Avant : 2 moles de réactifs solides/liquides Faible entropie — particules fixées dans un réseau ou étroitement regroupéesAprès : formation d’une mole de produit gazeux Forte hausse d’entropie — les particules gazeuses se déplacent librement
Toute réaction qui augmente le nombre de moles gazeuses — ou transforme un solide ou un liquide en gaz — produit un ΔS fortement positif. Les particules gazeuses ont beaucoup plus de positions et de vitesses accessibles que celles confinées dans un solide ou un liquide. C’est une règle pratique fiable pour prédire le signe de ΔS sans effectuer tout le calcul.
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Référence
Citer cette calculatrice
APA et MLA▸
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L’entropie mesure le désordre thermodynamique : le nombre de façons dont les particules et l’énergie d’un système peuvent s’organiser tout en conservant le même aspect à l’échelle macroscopique. Calculer la variation d’entropie d’une réaction, ΔS, indique si un processus accroît ou réduit le désordre ; c’est l’un des deux facteurs qui déterminent si une réaction se produit spontanément.
L’entropie, une fonction d’état
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Comme l’enthalpie, l’entropie est une fonction d’état : elle dépend uniquement de l’état actuel du système, et non du chemin suivi pour y parvenir. Chaque substance possède donc une entropie molaire standard absolue S° qui peut être tabulée. L’enthalpie est différente : seules ses variations ΔH ont un sens, car l’énergie n’a pas de véritable niveau zéro. Cela découle du troisième principe de la thermodynamique, qui fixe l’entropie d’un cristal parfait à exactement zéro au zéro absolu.
Deux méthodes équivalentes pour calculer ΔS
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Deux méthodes concordantes permettent de calculer ΔS pour une réaction. La méthode de l’entropie standard additionne ΣS°(produits) − ΣS°(réactifs) à partir des valeurs tabulées, comme on calcule ΔH à partir des enthalpies de formation. La méthode basée sur la chaleur, ΔS = q/T, s’applique à tout processus réversible et est particulièrement utile pour les changements d’état comme la fusion ou l’ébullition, qui se produisent à température constante. C’est d’ailleurs la définition opérationnelle à partir de laquelle l’entropie a été établie.
Interpréter le signe de ΔS
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Un ΔS positif signifie que les produits sont plus désordonnés que les réactifs. C’est fréquent lorsqu’une réaction produit davantage de moles gazeuses, dissout un solide ou décompose une grosse molécule en fragments plus petits. Un ΔS négatif signifie que le système devient plus ordonné, par exemple lorsque des molécules gazeuses s’associent pour former un liquide ou un solide, ou lorsque plusieurs petites molécules se réunissent en une plus grande. Prédire le signe à partir de la structure moléculaire constitue une bonne vérification avant de se fier au résultat numérique.
Entropie et spontanéité
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Le deuxième principe de la thermodynamique stipule que l’entropie totale de l’univers ne diminue jamais lors d’un processus spontané. L’entropie d’un système peut toutefois diminuer localement, à condition que celle de son environnement augmente d’autant ou davantage. La spontanéité globale d’une réaction dépend de l’énergie libre de Gibbs, ΔG = ΔH − TΔS, qui met en balance entropie et enthalpie. Une réaction avec un ΔS négatif peut tout de même être spontanée si elle libère assez de chaleur (ΔH très négatif) pour compenser ; consultez le calculateur d’énergie libre de Gibbs pour combiner les deux effets.
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Questions
Questions fréquentes
6 questions▸
Quelle est la formule de la variation d’entropie ?+
ΔS° = ΣS°(produits) − ΣS°(réactifs), en utilisant l’entropie molaire standard de chaque espèce (J/(mol·K)) multipliée par son coefficient dans l’équation équilibrée. La démarche est similaire à celle des enthalpies de formation, mais utilise les entropies.
Comment calculer ΔS à partir de la chaleur ?+
ΔS = q / T, où q est la chaleur transférée (en joules) pendant un processus réversible et T la température absolue (en kelvins). Cette formule est particulièrement utile pour les changements d’état comme la fusion et l’ébullition, qui se produisent à température fixe.
Que signifie un ΔS positif ?+
Un ΔS positif signifie que les produits sont plus désordonnés — plus aléatoires — que les réactifs. Cela se produit souvent lorsqu’une réaction produit davantage de moles gazeuses, qu’un solide se dissout ou qu’une grosse molécule se décompose en molécules plus petites.
Quelles unités utilise-t-on pour l’entropie ?+
L’entropie et sa variation s’expriment en joules par kelvin (J/K), ou en joules par mole-kelvin (J/(mol·K)) pour les entropies molaires standard par mole de réaction. Ne les confondez pas avec les kilojoules de l’enthalpie lorsque vous combinez ΔS et ΔH.
Pourquoi la formation d’un gaz augmente-t-elle autant l’entropie ?+
Les particules gazeuses peuvent occuper beaucoup plus de positions et de vitesses que celles confinées dans un solide ou un liquide. Toute transformation qui augmente le nombre de moles gazeuses ou convertit une phase condensée en gaz provoque donc une forte hausse d’entropie. C’est une règle pratique fiable pour prédire le signe de ΔS.
Que dit le deuxième principe de la thermodynamique à propos de l’entropie ?+
Pour un processus spontané, le deuxième principe affirme que l’entropie totale d’un système isolé — la réaction et son environnement — ne diminue jamais (ΔS_univers ≥ 0). L’entropie du système lui-même peut diminuer si l’environnement gagne au moins autant d’entropie en retour.
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