10 • Transitions de phase (I)
199
ρ
T
Paramètre d'ordre
ρ
c
ρ
l
ρ g
T c
Figure 10.2
l’on fait bouillir de l’eau. Il faut, au point d’ébullition, fournir de l’énergie au fluide
pour transformer complètement le liquide en gaz. Les deux propriétés citées ci-dessus
suggèrent que la transition liquide-gaz est une transition de phase du premier ordre.
Nous préciserons ce point plus loin.
L’étude de la transition liquide-gaz se fait généralement en fonction de la température et de la pression. Par conséquent, la fonction thermodynamique la plus adaptée est
l’enthalpie libre G.
10.2 LA TRANSITION FERROMAGNÉTIQUE
Un autre exemple très connu de transition de phase est observé dans les matériaux ferromagnétiques. Ceux-ci présentent une aimantation permanente en l’absence de champ
magnétique extérieur. Ils constituent, par exemple, les aimants que l’on peut trouver dans
de nombreux dispositifs, notamment les boussoles. Le ferromagnétisme s’observe pour
certains métaux de transition, comme le fer, le cobalt ou le nickel. Il est lié à un comportement coopératif des spins des atomes. Cela signifie qu’un nombre non négligeable
d’électrons d’une couche incomplète ont leur spin qui s’alignent dans une même direction. On constate, expérimentalement, que si l’on chauffe un matériau ferromagnétique
au dessus d’une certaine température, appelée température de Curie
1 , le ferromagnétisme disparaît pour faire place au paramagnétisme. Ceci provient de ce que l’interaction
qui tend à aligner les spins ne peut plus lutter contre l’agitation thermique qui tend au
contraire à leur donner une orientation aléatoire.
1. Elle vaut respectivement 1043K, 1388K et 627K pour le fer, le cobalt et le nickel.
c
Dunod. La photocopie non autorisée est un délit.
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ρ
T
Paramètre d'ordre
ρ
c
ρ
l
ρ g
T c
Figure 10.2
l’on fait bouillir de l’eau. Il faut, au point d’ébullition, fournir de l’énergie au fluide
pour transformer complètement le liquide en gaz. Les deux propriétés citées ci-dessus
suggèrent que la transition liquide-gaz est une transition de phase du premier ordre.
Nous préciserons ce point plus loin.
L’étude de la transition liquide-gaz se fait généralement en fonction de la température et de la pression. Par conséquent, la fonction thermodynamique la plus adaptée est
l’enthalpie libre G.
10.2 LA TRANSITION FERROMAGNÉTIQUE
Un autre exemple très connu de transition de phase est observé dans les matériaux ferromagnétiques. Ceux-ci présentent une aimantation permanente en l’absence de champ
magnétique extérieur. Ils constituent, par exemple, les aimants que l’on peut trouver dans
de nombreux dispositifs, notamment les boussoles. Le ferromagnétisme s’observe pour
certains métaux de transition, comme le fer, le cobalt ou le nickel. Il est lié à un comportement coopératif des spins des atomes. Cela signifie qu’un nombre non négligeable
d’électrons d’une couche incomplète ont leur spin qui s’alignent dans une même direction. On constate, expérimentalement, que si l’on chauffe un matériau ferromagnétique
au dessus d’une certaine température, appelée température de Curie
1 , le ferromagnétisme disparaît pour faire place au paramagnétisme. Ceci provient de ce que l’interaction
qui tend à aligner les spins ne peut plus lutter contre l’agitation thermique qui tend au
contraire à leur donner une orientation aléatoire.
1. Elle vaut respectivement 1043K, 1388K et 627K pour le fer, le cobalt et le nickel.
c
Dunod. La photocopie non autorisée est un délit.