i
i
“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 14 — #22
i
i
i
i
i
i
CHAPITRE 1 – TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE
la transformation se fissure, puis devient pulvérulent. Les germes susceptibles de permettre la
transition n’existent généralement pas à température positive, ce qui permet la conservation
d’objets en étain blanc, la transformation de la forme β en forme α étant très lente.
Le contact par grand froid avec une grain de poussière d’étain gris (germe dont la présence
accélère considérablement la vitesse de la transformation Sn(β ) → Sn(α)) provoque une
brusque transition physique entre l’étain blanc et l’étain gris, réduisant en poussière l’objet subissant le phénomène. Ce phénomène est connu sous le nom de peste de l’étain. On
raconte que cette peste de l’étain est intervenue durant la retraite de Russie des troupes napoléoniennes, les boutons en étain des uniformes des soldats, ainsi que leur vaisselle ayant été
réduits en poussière.
Transition entre deux allotropes du carbone
Le principe de synthèse du diamant artificiel repose sur la transformation physique :
C (graphite)
=
C (diamant)
rendue possible à forte température et à forte pression. On utilise une énorme presse hydraulique, permettant d’atteindre des pressions de l’ordre de 60 000 bar, avec une température
voisine de 1400 °C.
Diagramme de phases du corps pur : présentation
Le diagramme de phases d’un corps pur est la représentation graphique des conditions de
température T et de pression p auxquelles les différentes phases sont thermodynamiquement stables.
Définition
Le plan est divisé en régions correspondant aux domaines d’existence de chaque état. Un
diagramme de phase laisse apparaître des frontières entre domaines. Ces frontières indiquent
les conditions de pression et de température pour lesquelles deux phases coexistent (on dit
que les deux phases sont en équilibre). Nous présentons à la figure 1.6 la forme du diagramme d’état (p, T ) pour la plupart des corps purs, à l’exception notable de l’eau.
L’attribution des différentes zones délimitées par les frontières fournies aux domaines d’existence des phases solide, liquide ou gaz est facilement réalisée : à basse pression et/ou forte
température le corps pur est présent à l’état gazeux tandis qu’à forte pression et/ou basse
température le corps pur est présent à l’état solide. Tout point situé sur une frontière identifie
des conditions (p, T ) pour lesquelles il y a coexistence entre deux phases. Il s’agit alors en
fait d’une situation d’équilibre dit équilibre dynamique : en permanence des molécules du
corps pur quittent et gagnent chacune des phases coexistantes, sans pour autant modifier la
composition globale du système diphasé.
La frontière notée (V) est appelée courbe de vaporisation, la frontière notée (S) est appelée
courbe de sublimation, et la courbe notée (F) est appelée courbe de fusion du corps pur.
La courbe de vaporisation entre les domaines d’existence du liquide et du gaz représente une
fonction du type p(T ) pour laquelle on observe la coexistence entre les phases liquide et gaz.
14
i
“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 14 — #22
i
i
i
i
i
i
CHAPITRE 1 – TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE
la transformation se fissure, puis devient pulvérulent. Les germes susceptibles de permettre la
transition n’existent généralement pas à température positive, ce qui permet la conservation
d’objets en étain blanc, la transformation de la forme β en forme α étant très lente.
Le contact par grand froid avec une grain de poussière d’étain gris (germe dont la présence
accélère considérablement la vitesse de la transformation Sn(β ) → Sn(α)) provoque une
brusque transition physique entre l’étain blanc et l’étain gris, réduisant en poussière l’objet subissant le phénomène. Ce phénomène est connu sous le nom de peste de l’étain. On
raconte que cette peste de l’étain est intervenue durant la retraite de Russie des troupes napoléoniennes, les boutons en étain des uniformes des soldats, ainsi que leur vaisselle ayant été
réduits en poussière.
Transition entre deux allotropes du carbone
Le principe de synthèse du diamant artificiel repose sur la transformation physique :
C (graphite)
=
C (diamant)
rendue possible à forte température et à forte pression. On utilise une énorme presse hydraulique, permettant d’atteindre des pressions de l’ordre de 60 000 bar, avec une température
voisine de 1400 °C.
Diagramme de phases du corps pur : présentation
Le diagramme de phases d’un corps pur est la représentation graphique des conditions de
température T et de pression p auxquelles les différentes phases sont thermodynamiquement stables.
Définition
Le plan est divisé en régions correspondant aux domaines d’existence de chaque état. Un
diagramme de phase laisse apparaître des frontières entre domaines. Ces frontières indiquent
les conditions de pression et de température pour lesquelles deux phases coexistent (on dit
que les deux phases sont en équilibre). Nous présentons à la figure 1.6 la forme du diagramme d’état (p, T ) pour la plupart des corps purs, à l’exception notable de l’eau.
L’attribution des différentes zones délimitées par les frontières fournies aux domaines d’existence des phases solide, liquide ou gaz est facilement réalisée : à basse pression et/ou forte
température le corps pur est présent à l’état gazeux tandis qu’à forte pression et/ou basse
température le corps pur est présent à l’état solide. Tout point situé sur une frontière identifie
des conditions (p, T ) pour lesquelles il y a coexistence entre deux phases. Il s’agit alors en
fait d’une situation d’équilibre dit équilibre dynamique : en permanence des molécules du
corps pur quittent et gagnent chacune des phases coexistantes, sans pour autant modifier la
composition globale du système diphasé.
La frontière notée (V) est appelée courbe de vaporisation, la frontière notée (S) est appelée
courbe de sublimation, et la courbe notée (F) est appelée courbe de fusion du corps pur.
La courbe de vaporisation entre les domaines d’existence du liquide et du gaz représente une
fonction du type p(T ) pour laquelle on observe la coexistence entre les phases liquide et gaz.
14