Changements de phase

Changements de phase se produisant en réchauffant...
Fusion		La fusion est le changement où un solide passe à l'état liquide. À l'état solide, les molécules sont attachées les unes aux autres et on ne peut pas passer à travers: on peut marcher sur un lac gelé. En fondant, les molécules se détachent les unes des autres et les liens qui les unissent sont très faibles. Il est facile de passer à travers un liquide. Cependant, les faibles forces liant les molécules entre elles permettent au liquide de se tenir en "gouttes" ou peuvent soutenir de petits objets très légers. La température à laquelle une substance fond est une propriété caractéristique de la substance. Cette température est le point de fusion.

Vaporisation		La vaporisation est le changement où un liquide passe à l'état gazeux. À l'état gazeux, les molécules perdent tout lien entre elles et se détachent complètement les unes des autres. De plus, ces molécules sont tellement éloignées les unes des autres qu'on voit facilement à travers : la plupart des gaz sont invisibles. Il y a deux sortes de vaporisation : l'évaporation qui se fait lentement à la surface libre (limite entre le liquide et le gaz) et l'ébullition qui se fait rapidement et qui est accompagnée de la formation de bulles (d'où le nom). Le point d'ébullition est la température à laquelle un liquide entre en ébullition. À une pression donnée, c'est une propriété caractéristique des substances.

Sublimation		La sublimation est le changement où un solide passe directement à l'état gazeux sans passer par l'état liquide. C'est ce qui se passe lorsqu'on laisse des glaçons trop longtemps au congélateur: ils finissent par rapetisser et disparaître... ils sèchent! On observe également ce phénomène avec la glace carbonique qui passe directement è l'état gazeux sans passer par la phase liquide. C'est pourquoi on l'appelle "glace sèche".

Changements de phase se produisant en refroidissant...
Condensation		La condensation est le changement où un gaz passe à l'état liquide. En refroidissant, la vitesse des molécules diminue et celles-ci se rapprochent les unes des autres... la matière devient plus dense (d'où le nom). Ainsi, la vapeur d'eau condense lorsqu'elle entre en contact avec un objet froid, comme une fenêtre. C'est également par ce phénomène que l'eau peut s'accumuler dans un instrument de musique à vent, comme une trompette. Enfin, c'est la condensation qui permet la formation des nuages. Étant donné que les molécules d'eau en suspension dans les airs se rapprochent, la lumière a de la difficulté à traverser un nuage et c'est pourquoi on ne voit pas à travers.

Condensation solide		La condensation solide est le changement où un gaz passe directement à l'état solide. En hiver, des cristaux peuvent se former sur une vitre sans qu'il y ait de condensation.

Solidification		La solidification est le changement où un liquide passe solide. C'est ce que l'on nomme également congélation. De l'eau qui gèle dans le congélateur ou la surface d'un lac qui devient solide sont deux exemples de solidification. La température de solidification est la même que le point de fusion.

Graphique de la température en fonction du temps durant un changement de phases
Dans un récipient fermé, on chauffe un bloc de glace dont la température initiale est de -25°C. La glace se réchauffe et fond. Ensuite, l'eau se réchauffe jusqu'à ce l'ébullition commence. Enfin, la vapeur continue à se réchauffer. Ce graphique montre l'évolution de la température en fonction du temps de la glace à laquelle on fournit de la chaleur.
Partie A		Durant cette partie, la glace se réchauffe, mais il n'y a que de la glace dans le récipient. Ici, la glace se réchauffe durant 5 minutes.
Partie B		Lorsque la glace atteint 0°C, soit le point de fusion de la glace, celle-ci se met à fondre. Tant que la glace est en train de fondre et que deux phases (glace et eau) sont présentes dans le récipient, la température ne change pas et le graphique montre un palier (une portion horizontale). Le palier dure 10 minutes, donc, la glace prends 10 minutes afin de fondre complètement.
Partie C		Lorsque la glace est complètement fondue et qu'il n'y a que de l'eau dans le récipient, la température de l'eau commence à augmenter. Cette augmentation se poursuit tant que l'ébullition ne commence pas. Ce graphique montre que l'eau se réchauffe durant 15 minutes.
Partie D		Au moment où l'ébullition commence et que deux phases sont présentes, soit liquide et gaz (les bulles), la température cesse d'augmenter et le graphique montre un nouveau palier. Tant qu'il restera de l'eau, la température sera stable, ici pour 5 minutes.
Partie E		Aussitôt que l'ébullition de l'eau est terminée et qu'il n'y a plus d'eau liquide, alors la température du gaz augmente à nouveau. Après 10 minutes, cette température atteint 130°C.
Résumé: Lorsqu'une seule phase est présente, la température peut varier (augmenter ou diminuer). Lorsque plusieurs phases sont présentes, comme dans un changement de phases, alors la température est stable et le graphique montre un palier. Conclusion: Sur un graphique de la température en fonction du temps, un palier montre un changement de phase. Ce palier dure aussi longtemps que le changement de phase n'est pas terminé.