Le diagramme de changement d'état d'une substance pure

Les températures de fusion et de solidification

Le passage d’un corps de l’état solide à l’état liquide s’appelle la fusion et s’effectue pour les substances pures à une température constante qu’on appelle température de fusion ou point de fusion. La solidification, le passage de l’état liquide à l’état solide, de cette substance s’effectuera aussi à la même température.
 
La température de fusion et la température de solidification ont la même valeur pour une même substance pure. Par exemple, la glace fond et se solidifie à 0°C. On dira que 0°C est le point de fusion et le point de solidification de l’eau. Le point de fusion (point de solidification) est une propriété caractéristique d’une substance.
 
En prenant la température à intervalles réguliers lors de la fusion de la glace, on obtiendra un graphique ayant l’allure suivante :
 

 
Ce tableau nous amène aussi à parler du concept de palier de température. En effet, lors d'un changement de phase pour une substance pure, la température demeure constante. Cette propriété est exclusive aux substances dites pures.

Dans le cas d'une substance non-pure (par exemple un mélange eau-sel), ce palier n'existe pas.

Les températures d’ébullition et de condensation

Le passage rapide d’un corps de l’état liquide à l’état gazeux s’appelle ébullition.

On donne le nom de température d’ébullition ou point d’ébullition à la température à laquelle une substance subit ce changement de phase.

De la même façon, la liquéfaction (condensation liquide) est le passage entre l’état gazeux et l’état liquide et s’effectue à la même température.
 
La température d’ébullition et la température de liquéfaction ont la même valeur pour une même substance pure, mais ces températures d’ébullition et de liquéfaction peuvent être facilement influencées par la pression. Elles ne sont pas constantes comme les points de fusion.

Par exemple, l’eau bout à 100°C à une altitude de 0 m par rapport au niveau de la mer, mais l’eau bout à 72°C au sommet du mont Everest (8 848 mètres au-dessus du niveau de la mer). Pourquoi? Tout simplement parce que la pression n’est pas la même.

La pression atmosphérique est beaucoup plus basse au sommet de l’Everest qu’au niveau de la mer. Les molécules d’eau ont alors besoin de beaucoup moins d’énergie pour se détacher les unes des autres. La pression atmosphérique les retient moins bien collées les unes aux autres au sommet de l’Everest.

Pour déterminer les points d’ébullition et de liquéfaction selon la température et la pression, il nous faut donc consulter des diagrammes de phases.

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse