L`eau dans tous ces états

L’eau dans tous ces états !!
L’eau est un corps pur, c'est-à-dire qu’il est composé d’un seul type de constituant. A
l’inverse d’un mélange. Elle peut passer d’un état liquide à solide ou gazeux, d’un état gazeux
à solide ou liquide et enfin d’un état gazeux à solide ou liquide : c’est un changement d’état.
Ce qui signifie que, suivant les circonstances du milieu, ce même corps peut se trouver sous
trois formes : liquide, solide, et liquide.
Chaque changement d’état porte un nom :
ébullition/(vaporisation)/évaporation/liquéfaction, fusion/solidification,
sublimation/condensation.
Il existe un point triple qui correspond (en thermodynamique) à un point ou coexiste
les 3 phases : solide, liquide, gazeux. Ce point est unique et s’observe seulement à une
température et une pression donnée. Dans cet état la variance est nulle.
I-
La fusion et la sublimation.
1- La fusion.
La fusion est le passage d’un corps à l’état solide vers l’état liquide. Pour un corps pur, c'està-dire une substance constituée de molécule toutes identiques, la fusion s’effectue à
température constante. Cette température constante dépend peu de la pression. (ce qui est
différent pour la température d’ébullition).
2 – la sublimation.
La sublimation : c’est le passage direct d’un corps à l’état solide à l’état gazeux sans passer
par l’état liquide. Par conséquent cette transformation se fait sans passer par une étape de
fusion (solide  liquide), ni étape d’évaporation (liquide  gazeux).
II-
Quelques notions de chimie.
Intervention de l’enthalpie de changement d’état molaire ou massique : correspond à la
quantité de chaleur nécessaire à l’unité de quantité de matière (mole) ou de masse (kg) d’un
corps pour qu’il change d’état. Cette transformation ayant lieu à pression constante.
Cette enthalpie échangée lors du changement d’état résulte de la modification (rupture
ou établissement) de liaison atomique ou moléculaire.
Exemple : les liaisons sont plus fortes à l’état solide, qu’à l’état liquide et quasiment absente à
l’état gazeux.
Au cours d’un changement d’état d’un corps pur, il y a variation d’enthalpie et
entropie du corps.
L’entropie correspond au désordre d’un système : plus l’entropie du système est élevé,
moins ces éléments sont ordonnés, c'est-à-dire liés entre eux e donc capable de produire des
effets mécaniques.
Par conséquent la part d’énergie utilisée est plus grande (gaspillage), parce que si les
molécules sont ordonné alors on utilise moins d’énergie pour la transformation (changement
d’état).
1 – l’enthalpie de fusion.
L’enthalpie de fusion est l’énergie absorbée sous forme de chaleur par un corps
lorsqu’il passe de l’état solide à liquide, à température et pression constante. Mais au point de
fusion d’un corps pur, elle est plus souvent appelé chaleur latent de fusion car c’est sous de
chaleur que cette énergie. De plus cette absorption se fait sans élévation de la température.
Elle sert en quelque sorte à désorganiser les liaisons intermoléculaires qui
maintiennent les molécules. L’ensemble est non chauffé car lorsqu’on chauffe de l’eau
contenant des glaçons, la température du système reste partout égale à 0 tant que le glaçon
n’est pas complètement fondu ( ! le chauffage ne doit pas se faire trop vif sinon la température
ne serait plus uniforme et on se trouverai hors équilibre).
La chaleur latente correspond à l’énergie de fusion (c'est-à-dire à la variation d’énergie
interne) seulement si le corps est confiné dans un volume fixe, ce qui implique une forte
variation de pression. A pression constante au contraire l’énergie de fusion est la somme de la
chaleur latent de fusion du W - P∆V.
Avec P = pression ambiante et ∆V = variation de volume du corps quand il passe de solide à
liquide. ( ! Négatif dans le cas de l’eau).
2 – L’enthalpie de sublimation.
La sublimation elle nécessite de fournir une énergie du corps qui la subit et est donc
une transition endothermique (chaleur interne). La chaleur de sublimation (enthalpie de
sublimation) peut donc être calculée comme la somme de l’enthalpie de fusion et de
vaporisation.
Il existe donc différents états de l’eau, qui pour passer de l’un à l’autre de ces états
demande de l’énergie et des conditions spécifiques.