26 Transition de phase (1)
1. EN QUELQUES MOTS…
Les transitions de phase d’un corps pur sont développées au travers d’une approche descriptive introduisant le diagramme de Clapeyron et le diagramme pression – température.
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
Le système est une masse m d’un corps pur enfermé dans un récipient muni d’un piston.
a) Différentes transitions d’un corps pur
c Toute partie d’un système thermodynamique, dont les variables d’états intensives sont continues est appelée phase. De plus, les phases sont supposées homogènes.
c Pour les corps purs les plus simples, les phases ainsi que les différentes transitions sont
représentées ci-dessous.
c La variance d’un système, notée v int , est le nombre de variables intensives décrivant le système
D’où le nombre de variables nécessaires pour décrire un corps pur :
–s ous une phase : c = 1, f = 1, v int = 2 ; deux variables sont nécessaires
–s ous deux phases : c = 1, f = 2, v int = 1 ; une seule variable suffit
–s ous trois phases : c = 1, f = 3, v int = 0 ; toutes les variables sont fixées
v int : variance
c : nombre de constituants
f : nombre de phases
c À pression atmosphérique p 0 , chauffons lentement de la glace (T = – 18 ˚C).
En fonction du temps t, d’abord la température croît, puis atteint un palier où
la glace fond. Puis, le système étant
liquide, la température est à nouveau
croissante, jusqu’à un deuxième palier
où l’eau se vaporise.
Sur un palier, deux phases du corps pur
coexistent, une seule variable suffit à
définir un système diphasique. Il existe
une relation p = f(T).
gaz
liquide
solide
fusion
solidification
liquéfaction
sublimation
vaporisation
condensation
vc
f
int =+− 2
T
temps
0 °C
vapeur d'eau
eau liquide
glace
100 °C
fusion
vaporisation
74