Qu'est-ce que « Corps pur, phase, changement d’état » ? — Physique

Définition 25.1 Physique universitaire — 1re année · Chapitre 25 — Changements d’état d’un corps pur

Un corps pur est un corps formé d’une seule espèce chimique. Une phase en est une partie homogène par ses propriétés physiques : solide, liquide, gaz (on dit vapeur lorsqu’il coexiste avec son liquide). Un changement d’état (fusion/solidification, vaporisation/ liquéfaction, sublimation/condensation) est le passage d’une phase à une autre ; à pression fixée il se produit à température fixée, avec échange de chaleur mais sans variation de température : c’est la chaleur latente.

Le diagramme des phases de l’eau (sans respect des échelles). Un chauffage à pression atmosphérique suit l’isobare en pointillés : la glace fond là où elle coupe la courbe de fusion, l’eau bout là où elle coupe la courbe de vaporisation. La courbe de fusion de l’eau penche à gauche : la pression abaisse son point de fusion.

Exemples

Exemple 25.8 (Où passe la chaleur de vaporisation)

Pour l’eau à $100{}^{\circ}\mathrm{C}$ : $P_s(v_v - v_l) = 1.013 \times 10^5 \times 1.67 = 169\,\mathrm{kJ}/\mathrm{kg}$ , donc $u_v - u_l = 2257 - 169 = 2088\,\mathrm{kJ}/\mathrm{kg}$ : $93\%$ de la chaleur latente sert à arracher les molécules les unes aux autres, $7\%$ à repousser l’atmosphère. L’entropie de vaporisation, $2257/373 = 6.05\,\mathrm{kJ}/(\mathrm{kg}\,\mathrm{K})$ , écrase celle de fusion, $334/273 = 1.22\,\mathrm{kJ}/(\mathrm{kg}\,\mathrm{K})$ : fondre desserre les molécules, bouillir les libère.

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