Pourquoi un palier lors d'un changement d'état corps pur ?

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Pourquoi un palier lors d'un changement d'état corps pur ?

Messagede Dr Zoidberg » 11 Nov 2013, 00:11

Salut,

en cinquième on fait tracer aux élève des diagrammes de température en fonction du temps. Pour un corps pur il existe un palier ce qui n'est pas le cas pour un mélange.

Ce palier signifie que l'énergie fournie par le milieu extérieur est intégralement utilisée pour réarranger les atomes. Soit, mais pourquoi dans le cas d'un mélange, une partie de cette énergie est utilisée pour le réarrangement et une autre pour augmenter la température ?

Merci.

Cordialement,

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Re: Pourquoi un palier lors d'un changement d'état corps pur

Messagede physicus » 11 Nov 2013, 16:33

je tente une explication (sans en être sur à 100% ...)

Dans un corps pur, les énergies de liaisons entre les atomes ou molécules du solide ou liquide sont toutes du même ordre, donc leur rupture se fera pour la même énergie donc une fois ateinte une certaine température

Dans un corps hétérogène, les environnements étant beaucoup plus aléatoires, il y a une plus grande variabilité des énergies de liaisons.

Du coups, les ruptures se feront progressivement, et le palier net tend à être beaucoup plus diffus.

Je suppose que ça doit être une piste sur l'explication microscopique de changement de phase.
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Re: Pourquoi un palier lors d'un changement d'état corps pur

Messagede philippeg » 11 Nov 2013, 17:56

Je tente une explication plus "mécaniste" :

La base du processus :
Un changement d'état est un changement d'équilibre entre les forces de van der vall qui tendent à lier les molécules et l'agitation intrinsèque des molécules mesurée par la température qui tend à les délier.
- à l'état solide, l'agitation est tellement faible que les FVdW tiennent l'ensemble lié.
- à l'état liquide, l'agitation est suffisante pour délier les molécules mais pas suffisante pour les empêcher de se relier immédiatement après avec la molécule voisine, puis le processus recommence, etc.
- à l'état gazeux, l'agitation est telle que toute liaison, même éphémère, est impossible.

Appliqué à une solution :
Lorsque la température d'une solution (ex :eau salée) diminue, les molécules du solvant sont de moins en mois agitées et commencent à se lier entre elles, mais le soluté gêne la construction du bel édifice cristallisé : des ions chlorure et sodium sont emprisonnés en produisant des défauts qui écartent les molécules d'eau du liquide et les empêchent de se lier à ce niveau d'énergie. Il faut donc attendre que l'agitation diminue encore pour permettre aux FdVW de continuer à construire l'édifice malgré ces espacements. Plus le temps passe, plus le liquide restant est concentré, plus les défauts sont importants, et plus l'agitation doit diminuer pour poursuivre le processus jusqu'à la solidification complète.
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Re: Pourquoi un palier lors d'un changement d'état corps pur

Messagede Dr Zoidberg » 12 Nov 2013, 12:17

Merci pour ces points de vue différents sur le même phénomène.

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Re: Pourquoi un palier lors d'un changement d'état corps pur

Messagede virgule » 12 Nov 2013, 20:09

salut,

je ne l'ai jamais fait, mais en comparant l'énergie d'agitation thermique à l'énergie des liaisons VdW, on doit pouvoir retrouver la température de changement d'état
à l'état solide, l'énergie des liaisons VdW doit être assez bien définie, car les distances entre molécules le sont également, et je comprends bien que l'on obtienne un palier lors du passage à l'état gazeux
par contre, dans le cas de la transition liquide gaz, je me suis souvent demandé pourquoi on obtient un palier, alors que les distances entre molécules sont mal définies...
existe il une incertitude statistique sur la température de changement d'états?

je ne sais pas si ça va t'aider..

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Re: Pourquoi un palier lors d'un changement d'état corps pur

Messagede candy » 11 Fév 2014, 20:56

Mon explication n'est pas aussi concrete mais elle a le merite d'etre simple. Si on fait appel a la notion de variance, le parametre fraction molaire n'intervient que dans le cas d'un melange et pas pour un corps pur. Du coup, lorsque deux phases coexistent a l'etat d'equilibre, on a une variance de 1 pour le melange et de 0 pour le corps pur.
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