Enthalpie de changement d'état

L'enthalpie de changement d'état, molaire ou massique, correspond à la quantité de chaleur indispensable à l'unité de quantité de matière ou de masse d'un corps pour qu'il change d'état ; cette transformation ayant lieu à pression constante.


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  • Enthalpie de changement de phase : elle correspond à la chaleur latente L de changement d'état (cf cours 1er principe) si la température donnée est celle du ... (source : nte-serveur.univ-lyon1)
  • Notation d'enthalpies de changement d'état Elles sont notées. fus. ΔH. ou Lf, . vap. ΔH. ou Lvap…. toujours nommées chaleurs latentes de changement d'état.... (source : umtice.univ-lemans)
  • ... Variation d'enthalpie d'un dispositif = la quantité de chaleur échangée... Enthalpie de changement d'état : Quantité d'énergie à apporter pour... (source : lachimie)

L'enthalpie de changement d'état, molaire ou massique, correspond à la quantité de chaleur indispensable 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. Par exemple pour le passage de l'état liquide à l'état de vapeur on parlera d'enthalpie 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 corps pur : 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 particulièrement haute température où la matière se trouve sous la forme d'un plasma d'ions et d'électrons.

A titre d'exemple, l'eau bout à 100 °C sous la pression d'1 atmosphère (1atm = 101325 Pascal). L'enthalpie de vaporisation de l'eau, égale à la quantité de chaleur apportée pour transformer l'eau liquide en vapeur, est de 2257 kJ/kg.

Changement d'état

Au cours d'un changement d'état d'un corps pur, il y a une variation d'enthalpie et d'entropie du corps. Par exemple pour un corps de masse m passant de l'état 1 à l'état 2 à la température T0

ΔH1, 2 = mL1, 2 et \Delta S_{1,2}=\frac{mL_{1,2}}{T_0}
\ L_{1,2} Chaleur latente massique exprimée en J/kg
ΔH1, 2 Variation d'enthalpie en J
ΔS1, 2 Variation d'entropie en J/K
m masse en kg
T0 Température en K

La chaleur latente massique de fusion des métaux est comprise entre 4 et 16 kJ/kg, sauf rare exception. Cette règle sert à connaître une valeur approchée de l'enthalpie de fusion, connaissant la température de fusion :

\ L_f = \frac{T_f. \Delta s_f}{m}

\ L_f chaleur latente massique exprimée en J/kg

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

\ T_f température de fusion en K

\ m masse en kg

Enthalpie de fusion

Article détaillé : Enthalpie de fusion.

L'enthalpie de fusion est l'énergie absorbée sous forme de chaleur par un corps quand il passe de l'état solide à l'état liquide à température et pression constantes.

Enthalpie de vaporisation

Article détaillé : Enthalpie de vaporisation.

L'enthalpie de vaporisation d'un composé chimique est la différence d'enthalpie mise en jeu lors de la vaporisation d'une mole de ce composé.

Enthalpie de sublimation

Article détaillé : Enthalpie de sublimation.

L'enthalpie de sublimation, ou chaleur latente de sublimation, est l'énergie absorbée sous forme de chaleur par un corps quand il passe de l'état solide à l'état gazeux à température et pression constantes.

Histoire

On nommait jadis chaleur latente cette grandeur, en référence à la vision substantialiste de la chaleur (reconnue comme un fluide, une substance, immatérielle) qui était beaucoup répandue jusqu'au XIXe siècle avec surtout les travaux de Joseph Fourier sur cette dernière.

Voir aussi

Référence

"Carburants et moteurs", J-C Guibet, Publication de l'Institut Français du Pétrole, ISBN 2-7108-0704-1

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