Enthalpie de changement d'état - Définition et Explications

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 température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) constantes. Par exemple pour le passage de l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) à l'état de vapeur () on parlera d'enthalpie (L'enthalpie (du préfixe en- et du grec thalpein: chauffer) est une fonction d'état de la...) de vaporisation.

L'enthalpie échangée lors du changement d'état résulte de la modification (rupture ou établissement) de liaisons interatomiques ou intermoléculaires. Il existe trois états physiques principaux pour tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) corps pur (En chimie, un corps pur est composé d'un seul type de constituant (contraire : mélange). Il...): l'état solide, l'état liquide et l'état gazeux. Les liaisons sont plus fortes dans l'état solide que dans l'état liquide et ces liaisons sont quasi-absentes dans l'état gazeux. Il existe un quatrième état obtenu à très haute température où la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) se trouve sous la forme d'un plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées...) d'ions et d'électrons.

Par exemple, l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) bout à 100 °C sous la pression d'1 atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) ( 1atm = 101325 Pascal). L'enthalpie de vaporisation de l'eau, égale à la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) fournie pour transformer l'eau liquide en vapeur, est de 2257 kJ/kg.

Enthalpies de changement d'état de diverses substances

Dans le tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) ci-contre, la chaleur de vaporisation correspond à la température d'ébullition (L’ébullition est la formation de bulles lors d’un changement violent d’un corps...) du corps sous une pression égale à l'atmosphère au niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de...) (101,3 kPa).

Fusion des solides

L'entropie (En thermodynamique, l'entropie est une fonction d'état introduite en 1865 par Rudolf Clausius...) molaire de fusion des métaux est comprise entre 4 et 16 kJ/(mol.K), sauf rare exception. Cette règle permet de connaître une valeur approchée de l'enthalpie de fusion (L'enthalpie de fusion (symbole : ΔHfus) est l'énergie absorbée sous forme de...), connaissant la température de fusion :

variation d'entropie molaire lors de la fusion en J/(mol.K)

température de fusion en K

masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) molaire en kg/mol

Histoire

On nommait autrefois chaleur latente (L'enthalpie de changement d'état, molaire ou massique, correspond à la quantité de chaleur...) cette grandeur, en référence à la vision substantialiste de la chaleur (considérée comme un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...), une substance, immatérielle) qui était largement répandue jusqu'au XIX^e siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui...) avec notamment les travaux de Joseph Fourier sur cette dernière.