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Dans le diagramme de phases du C0 2 , à la pression de 1 atm , la substance passe
directement del' état solide à l'état gazeux et le point sur la courbe représente le point de
sublimation (P 5 ). À pression atmosphérique, le C0 2 ne se présente donc jamais à l'état
liquide mais sous forme de« glace sèche».
On remarquera que dans les diagrammes de phases, la courbe de vaporisation s'arrête
en un point appelé point critique (P c). Celui-ci est caractérisé par une température et une
pression particulières, caractéristiques de la substance considérée. La température critique
est la température la plus élevée à laquelle un liquide et sa vapeur peuvent coexister en
équilibre en tant qu' états physiques distincts. Au-delà de cette température, la masse
volumique du liquide diminue, celle du gaz augmente et l'interface entre le liquide et
le gaz di sparaît. Il devient donc impossible de distinguer les deux états. On parle alors
d'un« fluide supercritique».
Plusieurs phénomènes physiques peuvent être interprétés grâce aux diagrammes d'états:
- la formation de grêle et la lyophilisation (WWW) dans le cas de l'eau (voir exercice
n° 30) ;
- le principe d' un extincteur dans le cas du C0 2 (voir exercice n° 31).
Lorsqu' on veut connaître le nombre de degrés de liberté dont on dispose à un endroit
donné du diagramme de phases (c'est-à-dire le nombre de paramètres physiques qu'on
peut modifier sans changer l'état du système), on fait appel à la variance.
La variance
La variance est le nombre de paramètres qu'on peut fixer librement, en tant qu'expérimentateur, sans rompre l' équilibre dans lequel le système se trouve.
La variance ( v) est définie par la relation : v = C + n - - R
C représente le nombre de constituants du système. n correspond à la contribution de
la température et de la pression. est le nombre de phases. Rest le nombre de réactions
chimiques dans lesquelles sont impliqués les différents constituants C.
Si on se trouve, dans le diagramme de phases de l'eau, en un point de la courbe de vaporisation, le calcul de la variance s'effectue comme suit :
C = 1 (un seul constituant: H 2 0) ; n = 2 (Pet T); = 2 (les phases liquide et gazeuse); R = 0
v =l +2-2-0 =1
Interprétation : si on veut garder les deux phases en équilibre, on ne peut modifier qu' un
paramètre à la foi s :
- si on modifie la température, la pression du système s'adapte automatiquement;
-si on modifie la pression, c'est la température qui s'adapte« de facto» de manière à garder
le point sur la courbe, c 'est-à-dire l'équilibre.
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On remarquera que dans les diagrammes de phases, la courbe de vaporisation s'arrête
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Plusieurs phénomènes physiques peuvent être interprétés grâce aux diagrammes d'états:
- la formation de grêle et la lyophilisation (WWW) dans le cas de l'eau (voir exercice
n° 30) ;
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Lorsqu' on veut connaître le nombre de degrés de liberté dont on dispose à un endroit
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peut modifier sans changer l'état du système), on fait appel à la variance.
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La variance est le nombre de paramètres qu'on peut fixer librement, en tant qu'expérimentateur, sans rompre l' équilibre dans lequel le système se trouve.
La variance ( v) est définie par la relation : v = C + n - - R
C représente le nombre de constituants du système. n correspond à la contribution de
la température et de la pression. est le nombre de phases. Rest le nombre de réactions
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Si on se trouve, dans le diagramme de phases de l'eau, en un point de la courbe de vaporisation, le calcul de la variance s'effectue comme suit :
C = 1 (un seul constituant: H 2 0) ; n = 2 (Pet T);
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Interprétation : si on veut garder les deux phases en équilibre, on ne peut modifier qu' un
paramètre à la foi s :
- si on modifie la température, la pression du système s'adapte automatiquement;
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