Les différents changements d'état de la matière

Les différents changements d'état portent des noms distincts, précisés dans le tableau ci-dessous :

• Montée en température de l'eau liquide, de la température initiale (20^°C) à 100^°C.
  
• Stabilisation de la température à 100^°C, de l'apparition de la première bulle de vapeur à la disparition de la dernière goutte de liquide (tout au long du changement d'état).
  
• Montée en température de la vapeur d'eau jusqu'à la fin de l'expérience (120^°C).

Cette expérience peut se résumer par la courbe suivante :

Lors du changement d'état, l'organisation spatiale des molécules est modifiée :

• par rupture de ces liaisons intermoléculaires : passage d'un état ordonné à un état moins ordonné lors des sublimation, fusion, vaporisation.
• ou par formation de ces liaisons, en augmentant la cohésion de la matière : passage d'un état désordonné à un état plus ordonné lors des liquéfaction, solidification, condensation.

• Si on fixe la pression, la température du changement d'état est caractéristique du corps pur considéré.

  Exemple : Sous pression atmosphérique (1013 hPa), l'eau se vaporise à 100^°C et se solidifie à 0^°C. Le magnésium fond à 649^°C et se vaporise à 1090^°C.

• La mesure du point de fusion d'un solide ou du point d'ébullition d'un liquide est donc un critère de choix dans l'analyse d'un composé inconnu.

  Exemple : Un liquide incolore inconnu peut être de l'eau, de l'éthanol ou de l'éther. La mesure de sa température d'ébullition sous pression atmosphérique est 78^°C. On connaît les températures d'ébullition respectives de l'eau, de l'éthanol et de l'éther : 100^°C, 78^°C et 34^°C. On déduit que le liquide inconnu est de l'éthanol.

• La température de changement d'état dépendant de la pression, il est possible de modifier cette dernière afin d'abaisser ou d'augmenter la température.

  Exemple : Dans un autocuiseur (P = 3 bar), l'ébullition de l'eau s'effectue à 125^°C. Dans l'industrie, on réalise des évaporations de solvants sous pression réduite pour abaisser la température de vaporisation et ainsi réaliser des économies d'énergie.