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Remarque : tous les systèmes fermés constitués d’un corps pur en phase homogène
sont divariants (deux variables d’état indépendantes) ; il est donc possible (au moins
théoriquement) d’exprimer une variable d’état comme une fonction des deux autres (par
exemple V (T,P) ou P(T,V )) et de calculer les coefficients thermoélastiques.
Pour un gaz parfait, l’équation d’état PV = nRT permet de montrer que a = b =
1
T
et
x T =
1
P
.
3.2. Diagramme d’état (P, T ) d’un corps pur
Il s’agit de diagrammes permettant de préciser l’état (solide, liquide ou gazeux) dans
lequel se trouve le corps pur en fonction des valeurs de (P, V , T ).
• Allure d’un diagramme (P, T )
solide
liquide
vapeur
T
(F)
(V)
(S)
P
J
C
Pour tout corps pur autre que l’eau, on a l’allure
générale ci-contre. Les trois courbes (S), (F)
et (V) portent le nom du changement d’état
qui leur est associé. Par exemple, la transformation (solide → liquide) est la fusion (solidification pour l’inverse) donc (F) est la courbe
de fusion. La transformation (solide → gaz)
est la sublimation (condensation pour l’inverse). La transformation (liquide → gaz) est
la vaporisation (liquéfaction pour l’inverse).
Au point triple J, les trois phases (solide, liquide, vapeur) coexistent.
Remarque fondamentale : les changements d’état sont des transformations isobares et
isothermes.
La courbe de vaporisation est limitée par un point C, dit point critique. Au-delà de ce
point, il n’est pas possible de distinguer une phase liquide et une phase vapeur.
3.3. Diagramme (P, V )
P
C
(b)
(a)
V
(c)
(d)
L
L + V
isotherme
critique
V
L = liquide
V = vapeur
On se limite aux phases liquide et vapeur.
Lorsqu’on effectue la compression isotherme
d’une certaine quantité de gaz, on augmente
la pression en se déplaçant sur une courbe du
type (a,b,c,d).
• Sur la branche [a,b] la vapeur est dite vapeur
sèche ou non saturée.
8. THERMODYNAMIQUE
641
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Remarque : tous les systèmes fermés constitués d’un corps pur en phase homogène
sont divariants (deux variables d’état indépendantes) ; il est donc possible (au moins
théoriquement) d’exprimer une variable d’état comme une fonction des deux autres (par
exemple V (T,P) ou P(T,V )) et de calculer les coefficients thermoélastiques.
Pour un gaz parfait, l’équation d’état PV = nRT permet de montrer que a = b =
1
T
et
x T =
1
P
.
3.2. Diagramme d’état (P, T ) d’un corps pur
Il s’agit de diagrammes permettant de préciser l’état (solide, liquide ou gazeux) dans
lequel se trouve le corps pur en fonction des valeurs de (P, V , T ).
• Allure d’un diagramme (P, T )
solide
liquide
vapeur
T
(F)
(V)
(S)
P
J
C
Pour tout corps pur autre que l’eau, on a l’allure
générale ci-contre. Les trois courbes (S), (F)
et (V) portent le nom du changement d’état
qui leur est associé. Par exemple, la transformation (solide → liquide) est la fusion (solidification pour l’inverse) donc (F) est la courbe
de fusion. La transformation (solide → gaz)
est la sublimation (condensation pour l’inverse). La transformation (liquide → gaz) est
la vaporisation (liquéfaction pour l’inverse).
Au point triple J, les trois phases (solide, liquide, vapeur) coexistent.
Remarque fondamentale : les changements d’état sont des transformations isobares et
isothermes.
La courbe de vaporisation est limitée par un point C, dit point critique. Au-delà de ce
point, il n’est pas possible de distinguer une phase liquide et une phase vapeur.
3.3. Diagramme (P, V )
P
C
(b)
(a)
V
(c)
(d)
L
L + V
isotherme
critique
V
L = liquide
V = vapeur
On se limite aux phases liquide et vapeur.
Lorsqu’on effectue la compression isotherme
d’une certaine quantité de gaz, on augmente
la pression en se déplaçant sur une courbe du
type (a,b,c,d).
• Sur la branche [a,b] la vapeur est dite vapeur
sèche ou non saturée.
8. THERMODYNAMIQUE
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