Changement d’état des corps purs
Il existe trois états physiques différents de la matière ; l’état solide, l’état liquide et l’état de gaz. Le
changement d’état liquide -> gaz est appelé vaporisation ; suivant les conditions expérimentales, il s’agit
d’une ébullition (vaporisation rapide avec formation de bulles obtenue par chauffage du liquide) ou d’une
évaporation (vaporisation lente). Le changement d’état gaz -> liquide est appelé liquéfaction ; par abus de
langage, on utilise couramment le terme condensation, bien que scientifiquement, il concerne le
changement d’état gaz -> solide.
Lors du changement d’état d’un corps pur, la pression et la température sont constantes tant que le
changement d’état n’est pas complètement achevé.
En conséquence, pour caractériser le changement d’état d’un corps pur, il faut donner la valeur de
la température de changement d’état mais aussi de sa pression.
On constate expérimentalement que, quel que soit le corps pur étudié, la courbe de vaporisation est
limitée : il existe une valeur limite de pression et de température en-dessous de laquelle le changement
d’état ne se fera jamais : ce point est appelé le point triple. Si la pression et la température d’un corps
sont supérieures à la pression critique et la température critique, le fluide est dans un état physique qui
n’est ni l’état liquide (caractérisé par sa viscosité, c’est-à-dire sa capacité d’écoulement), ni l’état gazeux
(caractérisé par sa capacité à occuper tout le volume dans lequel il se trouve : cet état particulier de la
matière, qu’on cherche à éviter dans le fonctionnement des machines thermiques, est appelé l’état
de fluide supercritique.
Au point triple, il y a équilibre simultané d’une phase solide, d’une phase liquide et d’une phase
gazeuse.
La quantité d’énergie thermique dont un corps a besoin pour changer d’état (ou celle qu’il libère) est
appelée enthalpie de changement d’état de ce corps. Elle correspond à la variation d’enthalpie entre l’état
final de ce corps (après changement d’état) et l’état initial de ce corps (avant changement d’état). Tous les
changements d’état des corps purs s’effectuant à pression constante, la variation d’enthalpie entre l’état
initial et l’état final correspond bien à un transfert d’énergie thermique.