Enthalpie De Changement D'état

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Enthalpie De Changement D'état

Enthalpie de changement d'état

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. Par exemple pour le passage de l'état liquide à l'état de vapeur on parlera d'enthalpie de vaporisation.

L'enthalpie √©chang√©e lors du changement d'√©tat r√©sulte de la modification (rupture ou √©tablissement) de liaisons interatomiques ou intermol√©culaires. Il existe trois √©tats physiques principaux pour tout corps pur: l'√©tat solide, l'√©tat liquide et l'√©tat gazeux. Les liaisons sont plus fortes dans l'√©tat solide que dans l'√©tat liquide et ces liaisons sont quasi-absentes dans l'√©tat gazeux. Il existe un quatri√®me √©tat obtenu √† tr√®s haute temp√©rature o√Ļ la mati√®re se trouve sous la forme d'un plasma d'ions et d'√©lectrons.

Par exemple, l'eau bout √† 100 ¬įC sous la pression d'1 atmosph√®re ( 1atm = 101325 Pascal). L'enthalpie de vaporisation de l'eau, √©gale √† la quantit√© de chaleur fournie pour transformer l'eau liquide en vapeur, est de 2257 kJ/kg.

Enthalpies de changement d'état de diverses substances

Corps simples
solides
Enthalpie de
fusion
kJ/kg
vaporisation
kJ/kg
Aluminium 393  
Antimoine 163 1340
Argent 103 2160
B√©ryllium 1339  
Bismuth 43 858
Cadmium 45 1004
Calcium   2430
C√©sium 16  
Chrome 316  
Cobalt 259  
Cuivre 205 4650
√Čtain 59 2600
Fer 207  
Gallium 80  
Lithium 137  
Magnésium 369 8450
Mangan√®se 101  
Nickel 298  
Palladium 152  
Phosphore blanc 21 540
Platine 114  
Plomb 23 920
Rubidium 26  
S√©l√©nium 56  
Soufre clinorhombique 39  
Thallium 15  
Tellure 31  
Zinc 96 1820
Autres substances
Azote   3219
M√©thane   510
√Čthane   489
Propane   426
Butane   385
Pentane   357
Isopentane   339
n-Hexane   337
n-Heptane   320
n-Octane   306
√Čthyl√®ne   483
Propyl√®ne   438
But-1-√®ne   391
Isobut√®ne   394
Cyclopentane   390
Cyclohexane   358
Ac√©tyl√®ne   829
Benz√®ne   394
Tolu√®ne   363
o-Xyl√®ne   347
Cum√®ne   312
M√©thanol   1100
√Čthanol   855
Propanol   695
Isopropanol   667
n-Butanol   591
Ac√©tald√©hyde   570
Ac√©tone   521
Silane   342
Di√©thyl√©ther   377
Essence automobile   335
Eau 330 2256
Ammoniac   1391

Dans le tableau ci-contre, la chaleur de vaporisation correspond à la température d'ébullition du corps sous une pression égale à l'atmosphère au niveau de la mer (101,3 kPa).

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

őĒH1,2 = mL1,2 et \Delta S_{1,2}=\frac{mL_{1,2}}{T_0}
\ L_f Chaleur latente massique exprimée en J/kg
őĒH1,2 Variation d'enthalpie en J
őĒS1,2 Variation d'entropie en J/K
m masse en kg
T0 Température en K

La chaleur latente massique de fusion des m√©taux est comprise entre 4 et 16 kJ/(mol.K), sauf rare exception. Cette r√®gle permet de conna√ģtre une valeur approch√©e de l'enthalpie de fusion, connaissant la temp√©rature 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 d√©taill√© : 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 l'état liquide à température et pression constantes.

Enthalpie de vaporisation

Article d√©taill√© : 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 d√©taill√© : Enthalpie de sublimation.

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

Histoire

On nommait autrefois chaleur latente cette grandeur, en référence à la vision substantialiste de la chaleur (considérée comme un fluide, une substance, immatérielle) qui était largement répandue jusqu'au XIXe siècle avec notamment 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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