3 • Propriétés
des corps purs
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3.5 Changements de phase
point triple est le seul point pour lequel les trois phases coexistent. Pour
des pressions inférieures à la pression du point triple, le solide se
sublime (il y a changement de phase de la phase solide vers la phase
gazeuse sans passer par la phase liquide); c’est ce qu’on observerait si
l’on chauffait de la glace sous une pression inférieure à 602 Pa correspondant au point triple de l’eau. La variation d’enthalpie associée à ce
changement d’état (état solide-état gazeux) est appelée chaleur de sublimation.
La chaleur latente de sublimation est la somme des chaleurs latentes de
fusion et de vaporisation :
ΔH sub = ΔH f + ΔH v
3.5.1 Variation d’énergie interne
La variation d’énergie interne est donnée par :
ΔU = ΔH − Δ(PV)
[3.47]
Pour la transition liquide-vapeur, le produit PV en phase liquide est
beaucoup plus faible que le produit PV en phase vapeur si bien que l’on
peut le négliger :
[3.48]
où l’indice « l » se réfère à la phase liquide et l’indice « v » à la phase
vapeur.
Le produit (PV) v est obtenu dès lors que l’on connaît l’équation d’état du
gaz (gaz parfait, équation de Van der Waals, loi des états correspondants, etc.).
Pour la transition solide-liquide, le terme Δ(PV) est négligeable si bien que :
[3.49]
3.5.2 Variation d’entropie
Le changement se produisant à température et pression constantes, la
variation d’enthalpie est simplement égale à la chaleur échangée avec
l’extérieur; de plus si la transformation est réversible :
( )
l v
l v
v
U
H
PV
-
-
D
@ D
-
f
f
U
H
D
@ D
d
d
Q
H T S
d =
=