CHIMIE

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COURS
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Applications du premier principe à la chimie
Doc. 25 Caractéristiques des états
de la matière.
L’agitation thermique se manifeste
dans tous les états de la matière.
L’énergie cinétique moyenne d’agitation
thermique, E th, est proportionnelle
à la température T. Pour
une mole de molécules, E th, est de
l’ordre de R . T.
cristal
fusion
désordre croissant
sublimation
liquide
condensation
vaporisation
solidification liquéfaction
Doc. 26 Différents types de changements
d’état.
H 0 m
T fus
fus H 0
T vap
vap H 0
Doc. 27 Enthalpie molaire standard
d’un corps pur en fonction de
la température T.
gaz
T
8.2 Changements d’état
8.2.1. Caractéristiques des états de la matière
■ Rappelons quelques résultats concernant les changements de phase.
• Tous les corps purs peuvent se présenter, selon les conditions de température
et de pression, sous l’un des trois états cristal, liquide ou vapeur. Leurs caractéristiques
macroscopiques peuvent s’interpréter en comparant (doc. 25) :
– la distance intermoléculaire moyenne a et le diamètre moléculaire d ;
– l’énergie molaire d’interaction intermoléculaire, Eint et l’énergie molaire
d’agitation thermique, E th.
cristal liquide gaz
a / d ≈ 1 a / d ≈ 1 a / d >> 1
E int / E th >> 1 E int / E th > 1 E int / E th 0;∆H vap > 0;∆H sub > 0
• La quantité de chaleur mise en jeu au cours d’un changement d’état
isobare et isotherme est égale à la variation d’enthalpie du système
subissant ce changement d’état ; elle est appelée chaleur latente de
changement d’état ou enthalpie de changement d’état (ou de phase).
8.2.2. Variation de l’enthalpie molaire d’un corps pur
Lors du chauffage d’un corps pur monophasé sous pression constante, on observe
que sa température s’élève ; il en est de même de son enthalpie molaire puisque
Cpm est positif = C
p pm(T ) .
∂Hm
∂T
Pour certaines températures, une seconde phase apparaît et la température
demeure constante tant que le système reste biphasé. En revanche, l’enthalpie
molaire continue à augmenter car le changement de phase s’accompagne d’une
variation d’enthalpie : la courbe représentant H m en fonction de la température
présente donc des discontinuités pour les températures de changements
de phase (doc. 27).