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CHAP. 3 – ÉQUILIBRES DIPHASÉS DU CORPS PUR
Cette égalité établit une relation implicite entre température et pression. Donc, lorsque l’équilibre de phase existe pour un corps pur, température et pression ne sont pas
librement choisies. Le choix de la température impose la pression et réciproquement.
L’équilibre diphasé du corps pur est qualifié alors de monovariant (libre choix d’un
seul paramètre intensif : par exemple, pour l’équilibre de vaporisation de l’eau corps
pur, si la pression totale est choisie, alors la température de l’équilibre est fixée).
Notion de point triple
La coexistence de trois phases α, β et γ impose deux relations :
μ
∗
α (T, p) = μ
∗
β (T, p) = μ
∗
γ (T, p).
Pour un corps pur, la coexistence des phases solide, liquide et gazeuse ne s’observe
que pour un couple (T T , p T ) de température et de pression caractéristique de la substance étudiée. Ce point est appelé point triple.
Le point triple de l’eau : T T (H 2 O) = 273, 16 K, p T (H 2 O) = 6 100 Pa.
3 Relation de CLAUSIUS-CLAPEYRON
Cette relation différentielle établit, de façon implicite, la relation entre température et
pression pour l’équilibre entre deux phases α et β .
3.1 Démonstration
Considérons deux phases α et β caractérisées par des entropies molaires absolues
S m,α et S m,β , des volumes molaires V m,α et V m,β et des enthalpies molaires H m,α et
H m,β . La condition d’équilibre entre les deux phases s’écrit :
μ
∗
α (T, p) = μ
∗
β (T, p).
L’égalité des deux fonctions implique l’égalité des différentielles :
dμ
∗
α (T, p) = dμ
∗
β (T, p)
soit :
− S m,α .dT + V m,α .dp = − S m,β .dT + V m,β .dp.
Cette relation, dite de CLAUSIUS-CLAPEYRON se met sous la forme :
dp
dT
=
S m,β − S m,α
V m,β − V m,α
.
La chaleur latente de changement d’état L α→β est le transfert thermique échangé à
pression constante et donc à température fixée lors du passage d’une unité de quantité
CHAP. 3 – ÉQUILIBRES DIPHASÉS DU CORPS PUR
Cette égalité établit une relation implicite entre température et pression. Donc, lorsque l’équilibre de phase existe pour un corps pur, température et pression ne sont pas
librement choisies. Le choix de la température impose la pression et réciproquement.
L’équilibre diphasé du corps pur est qualifié alors de monovariant (libre choix d’un
seul paramètre intensif : par exemple, pour l’équilibre de vaporisation de l’eau corps
pur, si la pression totale est choisie, alors la température de l’équilibre est fixée).
Notion de point triple
La coexistence de trois phases α, β et γ impose deux relations :
μ
∗
α (T, p) = μ
∗
β (T, p) = μ
∗
γ (T, p).
Pour un corps pur, la coexistence des phases solide, liquide et gazeuse ne s’observe
que pour un couple (T T , p T ) de température et de pression caractéristique de la substance étudiée. Ce point est appelé point triple.
Le point triple de l’eau : T T (H 2 O) = 273, 16 K, p T (H 2 O) = 6 100 Pa.
3 Relation de CLAUSIUS-CLAPEYRON
Cette relation différentielle établit, de façon implicite, la relation entre température et
pression pour l’équilibre entre deux phases α et β .
3.1 Démonstration
Considérons deux phases α et β caractérisées par des entropies molaires absolues
S m,α et S m,β , des volumes molaires V m,α et V m,β et des enthalpies molaires H m,α et
H m,β . La condition d’équilibre entre les deux phases s’écrit :
μ
∗
α (T, p) = μ
∗
β (T, p).
L’égalité des deux fonctions implique l’égalité des différentielles :
dμ
∗
α (T, p) = dμ
∗
β (T, p)
soit :
− S m,α .dT + V m,α .dp = − S m,β .dT + V m,β .dp.
Cette relation, dite de CLAUSIUS-CLAPEYRON se met sous la forme :
dp
dT
=
S m,β − S m,α
V m,β − V m,α
.
La chaleur latente de changement d’état L α→β est le transfert thermique échangé à
pression constante et donc à température fixée lors du passage d’une unité de quantité