MATIÈRE (physique)Transitions de phase

Les premières transitions de phase observées ont été des changements d'état tels que la fusion de la glace ou la vaporisation de l'eau. Lors d'un changement d'état, le système, au sens de la thermodynamique, se présente comme la réunion de deux sous-systèmes homogènes possédant des propriétés distinctes. On appelle phase chacun de ces sous-systèmes. Plus précisément, une phase est une partie homogène, physiquement distincte, séparée des autres parties du système par une surface définie.

La phase sous laquelle un système se présente est déterminée par la connaissance d'un certain ensemble de paramètres : température, pression, champ électrique ou magnétique, etc. Si, pour diverses valeurs de ces paramètres, le système peut se présenter sous des phases différentes, il est possible d'observer le passage d'une phase à l'autre en modifiant continûment la valeur des paramètres. Dans ce cas, on dit qu'il y a changement de phase, ou transition de phase.

États désordonnés de la matière

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La nature assemble parfois magnifiquement les atomes pour donner l'ordre cristallin. Mais la matière est souvent dans un état désordonné où l'organisation des divers éléments est aléatoire. Ainsi, par exemple, l'état amorphe de l'opale tranche avec l'aspect ordonné du cristal de… 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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On distingue deux types de transitions : celles pour lesquelles, au point dit de transition, les deux phases, en présence l'une de l'autre, sont en équilibre, et celles pour lesquelles, au même point, on passe continûment d'une phase à l'autre, sans que les deux phases soient jamais en équilibre en présence l'une de l'autre. La fusion et la vaporisation sont des transitions du premier type. La grande majorité des transitions magnétiques, quelques transitions ordre-désordre dans les alliages et les transitions superfluide et supraconductrice sont du second type. Les transitions de phase du premier type s'accompagnent toujours d'une discontinuité de l'entropie, ce qui se traduit par l'existence d'une chaleur latente de transformation. Les transitions de phase du second type sont sans chaleur latente, mais présentent, en général, une anomalie de la chaleur spécifique au point de transition. P. Ehrenfest proposa, en 1933, d'appeler transitions du premier ordre les transitions s'accompagnant de discontinuités dans les grandeurs p [...]