Changement d'état du corps pur

Selon les conditions de pression et de température, un corps pur peut exister sous différents états résumés sur la figure ci-dessous :

Les différents changements d’état nommés sur cette figure peuvent être caractérisés avec un diagramme d’état.

Diagramme d’état d’un corps pur

Un diagramme d’état présente en abscisse la température et en ordonnée la pression.

Les courbes de fusion, vaporisation et sublimation se coupent au point triple, où coexistent les trois états de la matière.

La courbe de vaporisation est limitée dans le domaine des hautes pressions par le point critique.

Remarque 1 : Sous une pression constante, la température reste constante pendant toute la durée d’un changement d’état.

Remarque 2 : À tout changement d’état d’un état $1$ vers un état $2$, à la température $\mathrm{T}$, on associe une variation d’enthalpie et une variation d’entropie liées par la relation :

$\mathrm{\Delta_{1 \rightarrow 2}S=\frac{\Delta_{1 \rightarrow 2}H}{T}}$.

On utilise également les enthalpies massiques appelées chaleurs latentes de changement d’état et notées $\mathrm{L_{1 \rightarrow 2}}$.

Remarque 3 : La pression d’équilibre liquide-vapeur à la température $\mathrm{T}$ est appelée pression de vapeur saturante, notée $\mathrm{p_{sat}}$.

Remarque 4 : Pour un corps pur diphasé : $\mathrm{g_1=g_2}$ avec $\mathrm{g_i}$ les deux enthalpies libres massiques.

On peut par exemple voir le diagramme d’état de l'eau ci-dessous :