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Chapitre 10
Les équilibres entre phases
et les diagrammes de phases
Dans cette fiche, nous ne traitons que des passages entre les phases solide, liquide et
gazeuse. La phase supercritique et les phases mésomorphes sont étudiées plus loin.
Nous utilisons pour cette description les variables d’action du système : T (échange de
chaleur) et P (échange de travail).
1. Les trois phases d’un corps
Un même corps chimique peut exister sous trois phases distinctes, en fonction de la
température et de la pression (le volume est implicite dans la définition de la pression).
La figure ci-dessous résume les principales caractéristiques de ces phases.
Gaz
Solidification
•a
O
c
13
Q
O
r s l
(y)
CT
>.
C L
O
U
Prenons l’exemple d’une mole d’eau. La phase gazeuse occupe un volume molaire
de 22,4 L, tandis que la phase liquide occupe un volume de 0,018 L dans les mêmes
conditions. La phase solide (glace) occupe un volume voisin de celui du liquide, égal à
0,020 L (la masse volumique de la glace, 0,9 est inférieure à celle de l’eau, 1,0).
Les différents changements de phase sont indiqués à l’aide de flèches indiquant des
processus réversibles.
2. La variation de la température
en fonction du temps, la variance
La loi de Gibbs, appelée « règle des phases », pour un milieu comportant n constituants
indépendants et ({) phases distinctes définit la variance V selon :
V=n + 2-(^.
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