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• En b, la vapeur est dite vapeur saturée ou humide, la première goutte de liquide
apparaît.
• Sur la branche [b,c], palier de saturation ou palier de liquéfaction, a lieu le changement
de phase.
• En c, le liquide est saturé, il n’y a plus de gaz.
• La pression à laquelle a lieu le changement de phase est la pression de vapeur saturante.
La courbe (S), qui détermine les points (b) et (c), est appelée courbe de saturation.
Lorsque l’on réalise une compression isotherme à une température plus élevée, les points
(b) et (c) se déplacent vers le haut sur (S), réduisant ainsi la largeur du palier de saturation.
Lorsque l’on atteint la température critique T C , le palier est réduit au point critique C déjà
mentionné et cette isotherme critique présente un point d’inflexion avec une tangente
horizontale en C.
3.4. Cas particulier de l’eau
P
glace
liquide
vapeur
(S)
J
(V)
(F)
T
C
L’eau est le seul corps pur pour lequel la
courbe (F) du diagramme (P, T ) présente
une pente négative. On verra plus loin, avec
la relation de Clapeyron, quelles sont les
implications d’une telle situation. Le point
triple est obtenu pour T J = 273,16 K et
P J = 611 Pa. Le point critique est caractérisé par T c = 374
◦ C et P c = 217 atm.
➜ Voir exercices 2, 3, 7.
4. PREMIER PRINCIPE DE LA THERMODYNAMIQUE
4.1. Notion d’énergie interne
Tout système thermodynamique possède en plus de son énergie mécanique (associée au
mouvement d’ensemble du système) une énergie, notée U , appelée énergie interne, qui
résulte du mouvement interne des molécules constituant le système et des interactions
entre elles. L’énergie interne est une fonction d’état (qui ne dépend que des paramètres
d’état). L’unité de U est le joule J.
Dans la majorité des cas, les systèmes thermodynamiques considérés sont divariants et
donc U est une fonction de deux variables d’état.
Remarque : on choisit le plus souvent d’utiliser le volume V et la température T :
U (T,V ).
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• En b, la vapeur est dite vapeur saturée ou humide, la première goutte de liquide
apparaît.
• Sur la branche [b,c], palier de saturation ou palier de liquéfaction, a lieu le changement
de phase.
• En c, le liquide est saturé, il n’y a plus de gaz.
• La pression à laquelle a lieu le changement de phase est la pression de vapeur saturante.
La courbe (S), qui détermine les points (b) et (c), est appelée courbe de saturation.
Lorsque l’on réalise une compression isotherme à une température plus élevée, les points
(b) et (c) se déplacent vers le haut sur (S), réduisant ainsi la largeur du palier de saturation.
Lorsque l’on atteint la température critique T C , le palier est réduit au point critique C déjà
mentionné et cette isotherme critique présente un point d’inflexion avec une tangente
horizontale en C.
3.4. Cas particulier de l’eau
P
glace
liquide
vapeur
(S)
J
(V)
(F)
T
C
L’eau est le seul corps pur pour lequel la
courbe (F) du diagramme (P, T ) présente
une pente négative. On verra plus loin, avec
la relation de Clapeyron, quelles sont les
implications d’une telle situation. Le point
triple est obtenu pour T J = 273,16 K et
P J = 611 Pa. Le point critique est caractérisé par T c = 374
◦ C et P c = 217 atm.
➜ Voir exercices 2, 3, 7.
4. PREMIER PRINCIPE DE LA THERMODYNAMIQUE
4.1. Notion d’énergie interne
Tout système thermodynamique possède en plus de son énergie mécanique (associée au
mouvement d’ensemble du système) une énergie, notée U , appelée énergie interne, qui
résulte du mouvement interne des molécules constituant le système et des interactions
entre elles. L’énergie interne est une fonction d’état (qui ne dépend que des paramètres
d’état). L’unité de U est le joule J.
Dans la majorité des cas, les systèmes thermodynamiques considérés sont divariants et
donc U est une fonction de deux variables d’état.
Remarque : on choisit le plus souvent d’utiliser le volume V et la température T :
U (T,V ).
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