Changements d'état et énergie massique de changement d'état
Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale
À retenir
• Énergie de transition de phase : Q = m L (à température constante). • Unités : m en kg, L en J/kg, Q en J. • Signe : Q > 0 si reçu par le corps (fusion, vaporisation) ; Q < 0 si cédé (solidification, liquéfaction). • Relation d'opposition : L_solidification = -L_fusion et L_liquéfaction = -L_vaporisation.
Le cours
Transitions de phase à température constante et chaleur latente Lorsqu'un corps pur change d'état physique sous pression constante, sa température reste rigoureusement constante pendant toute la durée de la transition : • L'énergie thermique échangée sert exclusivement à rompre ou former les liaisons intermoléculaires sans modifier l'agitation cinétique. • L'énergie massique de changement d'état (ou enthalpie de changement d'état, autrefois « chaleur latente ») L est l'énergie qu'il faut fournir à 1 kg de corps pur pour le faire changer d'état à température constante : Q = m L avec Q en Joules (J), m en kg et L en Jkg^-1. • Conventions de signe : - Changements d'état endothermiques (L > 0, le système gagne de la chaleur) : fusion (L_fus), vaporisation (L_vap), sublimation. - Changements d'état exothermiques (L < 0, le système cède de la chaleur au milieu extérieur) : solidification (L_sol = -L_fus), liquéfaction (L_liq = -L_vap), condensation.
Dans ce chapitre
- Échelles de température Celsius et Kelvin
- Changements d'état et énergie massique de changement d'état
- Frontières d'un système thermodynamique
- Énergie interne et énergie totale d'un système
- Premier principe de la thermodynamique
- Capacité thermique massique et échauffement sans transition de phase
- Les trois modes de transfert thermique
- Flux thermique et puissance transférée
- Résistance thermique de conduction d'une paroi plane
- Loi thermique de conduction et analogie électrique
- Bilan d'énergie et loi de refroidissement de Newton
- Équation différentielle de l'évolution de la température
- Temps caractéristique de relaxation thermique et réponse indicielle
- Bilan : Synthèse et méthode sur la thermodynamique et les transferts thermiques