MATIÈRE (physique)Transitions de phase

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Transitions sans paramètre d'ordre

Les transitions sans paramètre d'ordre, comme toutes celles du premier ordre, sont caractérisées par le fait qu'au point de transition les deux phases en présence sont en équilibre.

Changements d'état

Les transitions sont souvent sensibles à diverses actions extérieures. La température de vaporisation, par exemple, est sensible à la pression. Dans un diagramme (p, T), le lieu des points de transition liquide-gaz constitue la courbe de vaporisation. Dans le même diagramme, on définit de façon analogue la courbe de fusion et de sublimation. Ces trois courbes ont un point commun, le point triple, pour lequel les trois phases (solide, liquide et gazeuse) sont en équilibre. Pour toutes les transitions du premier ordre, il est possible de déterminer une chaleur latente de transformation. Dans le cas de la fusion, de la vaporisation ou de la sublimation, la chaleur latente L est liée à la variation du volume spécifique ΔV lors du passage d'une phase à l'autre, et à la pente dp/dT de la ligne de transition par la formule de Clapeyron :

où T désigne la température absolue au point de transition. La démonstration de cette formule s'effectue en écrivant que les deux phases en présence sont en équilibre thermodynamique en deux points de transition voisins.

États de la matière

Vidéo : États de la matière

Vidéo

La glace l'eau et la vapeur d'eau sont trois états différents formés à partir de la même molécule H20. On passe d'un état à un autre en changeant de température sans modifier la pression ou en changeant la pression : solide, liquide, gaz sont trois phases qui coexistent en général.Le... 

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Cette formule a de très nombreuses applications, dont celle de prévoir dans quel sens varie la température de fusion avec la pression. La fusion s'accompagne toujours d'une absorption de chaleur ; en outre, dans la plupart des cas, le solide a un volume spécifique plus faible que le liquide : il s'ensuit que dp/dT est positif, et la température de fusion augmente avec la pression. Le cas de l'eau est particulier, car, la glace étant moins dense qu'elle, la température de fusion diminue quand la pression augmente. La formule de Clapeyron permet aussi d'estimer approximativement la pente de la courbe de vaporisation si l'on suppose négligeable le volume spécifique du liquide en comparaison de celui de la vapeur et si on assimile la vapeur à un gaz parfait. Pour une mole, on remplace donc ΔV par R [...]


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États désordonnés de la matière

États désordonnés de la matière
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Condensation de la vapeur d’eau

Condensation de la vapeur d’eau
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États de la matière

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Diagramme de phase d'un corps pur

Diagramme de phase d'un corps pur
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Écrit par :

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., professeur à l'École supérieure de physique et de chimie industrielles de Paris, professeur à l'université de l'Illinois à Chicago

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Pour citer l’article

Nino BOCCARA, « MATIÈRE (physique) - Transitions de phase », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-transitions-de-phase/