RELATION DE CLAUSIUS-CLAPEYRON
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de matière de corps pur étudié de la phase α vers la phase β . Cette opération s’effectuant à pression fixée, cette grandeur s’identifie à une enthalpie par unité de quantité
de matière. Usuellement, l’unité de matière choisie est la mole, plus rarement pour
les chimistes la masse. Dorénavant, les grandeurs rencontrées seront molaires. Nous
avons donc :
L α→β = H m,β − H m,α
et l’entropie molaire de changement d’état :
ΔS = S m,β − S m,α =
L α→β
T
.
En remplaçant dans la relation de CLAUSIUS-CLAPEYRON, il vient :
dp
dT
=
L α→β
T (V m,β − V m,α )
.
Cette relation joue un rôle fondamental dans l’étude des équilibres de phase des corps
purs car si elle remplace une équation fonctionnelle (égalité des potentiels chimiques)
par une équation différentielle, ce qui est un point négatif, elle a le mérite de remplacer la manipulation des potentiels chimiques par l’utilisation de grandeurs facilement
accessibles à l’expérience : enthalpie molaire de changement de phase et volumes
molaires.
3.2 Chaleur latente de changement d’état
Cette grandeur étant caractéristique d’un changement de phase, elle ne dépend que
d’un seul paramètre intensif (pour le corps pur). L’enthalpie de changement de phase
ne dépend que de la température. Néanmoins, il existe de nombreuses applications où
il est tout à fait acceptable de négliger la dépendance de l’enthalpie de changement de
phase avec la température (on pose L = L o ). Si on cherche une meilleure précision,
on choisira une dépendance linéaire de l’enthalpie de changement de phase avec la
température. L’étude expérimentale de L(T ) conduit à des courbes ayant la forme de
la figure 3.3.
Notion de point critique
Il existe une température T c dite température critique, caractéristique du corps pur
où L(T c ) = 0 et où
dL
dT
tend vers −∞. Au-delà de cette température il n’est pas possible
de distinguer l’état liquide de l’état gazeux.
Remarque. Dans la démonstration de la relation de CLAUSIUS-CLAPEYRON il est
supposé implicitement que les entropies molaires S m,α et S m,β sont différentes et que
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de matière de corps pur étudié de la phase α vers la phase β . Cette opération s’effectuant à pression fixée, cette grandeur s’identifie à une enthalpie par unité de quantité
de matière. Usuellement, l’unité de matière choisie est la mole, plus rarement pour
les chimistes la masse. Dorénavant, les grandeurs rencontrées seront molaires. Nous
avons donc :
L α→β = H m,β − H m,α
et l’entropie molaire de changement d’état :
ΔS = S m,β − S m,α =
L α→β
T
.
En remplaçant dans la relation de CLAUSIUS-CLAPEYRON, il vient :
dp
dT
=
L α→β
T (V m,β − V m,α )
.
Cette relation joue un rôle fondamental dans l’étude des équilibres de phase des corps
purs car si elle remplace une équation fonctionnelle (égalité des potentiels chimiques)
par une équation différentielle, ce qui est un point négatif, elle a le mérite de remplacer la manipulation des potentiels chimiques par l’utilisation de grandeurs facilement
accessibles à l’expérience : enthalpie molaire de changement de phase et volumes
molaires.
3.2 Chaleur latente de changement d’état
Cette grandeur étant caractéristique d’un changement de phase, elle ne dépend que
d’un seul paramètre intensif (pour le corps pur). L’enthalpie de changement de phase
ne dépend que de la température. Néanmoins, il existe de nombreuses applications où
il est tout à fait acceptable de négliger la dépendance de l’enthalpie de changement de
phase avec la température (on pose L = L o ). Si on cherche une meilleure précision,
on choisira une dépendance linéaire de l’enthalpie de changement de phase avec la
température. L’étude expérimentale de L(T ) conduit à des courbes ayant la forme de
la figure 3.3.
Notion de point critique
Il existe une température T c dite température critique, caractéristique du corps pur
où L(T c ) = 0 et où
dL
dT
tend vers −∞. Au-delà de cette température il n’est pas possible
de distinguer l’état liquide de l’état gazeux.
Remarque. Dans la démonstration de la relation de CLAUSIUS-CLAPEYRON il est
supposé implicitement que les entropies molaires S m,α et S m,β sont différentes et que