- Expressions TdS:

de

et de

on tire:

J - CHANGEMENTS D'ETAT

voir les températures de changement d'état des corps simples

- définitions:

- équilibre entre 2 phases alors une seule variable indépendante.Si on fixe V,   alors P. = f ( T ) dont le graphe constitue la courbe de fusion, de sublimation... le long de ces courbes,il y a équilibre entre 2 phases.

- diagramme P - T d’un corps pur:

 Tr est le point triple. C est le point critique.

- S, L, G sont les domaines de stabilité du solide, du liquide et du gaz.

- Sur les courbes vertes, il y a équilibre entre 2 phases.

 - Au point triple, il y a coexistence des 3 phases en équilibre. Ce point est unique pour un corps pur donné. Pour l'eau, ses coordonnées sont:

- la courbe de fusion-solidification est pratiquement rectiligne, de pente (dP/dT)_V  très grande et positive (pour la majorité des corps). Pour l'eau, cette pente est négative.

- la courbe de vaporisation est limitée par le point critique C: pour liquéfier un gaz par détente, par exemple, il faut abaisser sa température au-dessous de sa température critique.

- différents cas:

• transformation ( 1 ): on opère sous une pression inférieure à celle du point triple. Le corps s'échauffe puis se sublime lorsque le point figuratif traverse la courbe de sublimation-condensation. La température présente alors un palier. Il est ensuite entièrement à l'état gazeux.

• transformation ( 2 ): P > P_Tr le corps fond puis bout ( 2 paliers de température ).

• transformation ( 3 ): on passe graduellement du gaz au liquide sans transition nette. Au début, le corps est entièrement gazeux; à la fin il est entièrement liquide et dans les 2 états extêmes, il occupe entièrement le récipient de volume constant. A aucun moment on n'a aperçu un ménisque de séparation gaz-liquide et on ne voit même pas que l'on a obtenu un liquide. Pour s'en rendre compte, il suffit de procéder à une détente: le point figuratif de l'état du corps traverse la courbe de vaporisation-liquéfaction et l'on observe des bulles de gaz, preuve qu'on avait bien un liquide. Il n'y a pas de discontinuité entre l'état liquide et l'état gazeux.

- chaleur latente massique de changement d'état: c'est la chaleur que l'unité de masse du corps doit échanger pour subir le changement d'état à pression et température constantes. Pour les 3 états physiques, il y a 6 chaleurs latentes massiques, deux à deux opposées.

Au point triple,

 - chaleur latente molaire de changement d'état: relative à une quantité de matière de une mole. Il y a aussi 6 chaleurs latentes molaires 2 à 2 opposées.

 - entropie de changement d'état:

- relation de Clapeyron: elle relie la chaleur latente massique (ou molaire) à la pente de la courbe de changement d'état dans un diagramme P-T et aux volumes massiques (ou molaires) du corps dans les 2 phases concernées:

 P V est en joules, P v est en J.kg^-1 ou en J.mol^-1. Ainsi, L est en J.kg^-1 ou en J.mol^-1.

T est la température au palier de changement d'état.

Pour l'eau,

pente négative.