Thermodynamique

Pages: 21 (5096 mots) Publié le: 31 janvier 2011
Physique – Chimie
BTS

Thermodynamique

Changements de phase 

Changements de phase :

1 : Corps pur :
Diagramme de changement de phase P = f(T) dans le cas d’une seule variété allotropique à l’état solide.
On rappellera qu’un corps pur est caractérisé par des constantes physiques
On exigera l’interprétation du diagramme de changement de phase de l’eau

2 :Mélanges binaires :
• Définition
• Cas de l’équilibre liquide – vapeur
- Pour une seule phase liquide homogène
- Loi de Raoult : expression. Cette loi sera présentée comme un résultat expérimental ; la connaissance de l’expression Pi = xi Pi0 sera exigée.
- Diagramme binaire isobare de 2 liquides miscibles avec ou sans azéotrope : les applications à la distillation serontdonnées. On étudiera en particulier le mélange eau – éthanol et les aérosols à gaz liquéfié
- Pour 2 phases liquides non miscibles :
- Diagramme binaire isobare, principe de l’entraînement à la vapeur : ce principe ne sera pas exigé, seuls l’application à l’obtention des huiles essentielles et les avantages par rapport à la distillation devront être connus.

3 : Pression osmotique :
•Description du phénomène
• Formule
Application

Changements de phase :

1 : Corps purs:

1 – 1 : Définition :
En chimie, un corps pur est composé d'une seule espèce chimique (atome, ion ou molécule).
Un corps pur peut exister sous les trois états physiques, solide, liquide ou gazeux, appelés aussi phases, selon les conditions expérimentales de température et de pression. On distingue :- Les corps purs simples constitués d'atomes d'une seule sorte, associés ou non en molécules : Cu, H2.
- Les corps purs composés qui sont des molécules formées d'atomes de plusieurs sortes : H2O, NaCl

1 – 2 : Propriétés physiques d’un corps pur :
Les atomes des différentes espèces chimiques sont constitués d’un noyau formé de protons et de neutrons autour duquel gravitent desélectrons. Chaque élément chimique est caractérisé par :
- son nombre de masse A qui correspond à la somme du nombre de protons et de neutrons constituant son noyau
- par son numéro atomique Z correspondant au nombre de protons que contient le noyau
- par sa structure électronique qui précise les types d’orbites où gravitent les électrons

Le nombre de protons, neutronset électrons ainsi que leur organisation au sein de l’atome confèrent à chaque espèce chimique des propriétés physiques et chimiques particulières qui vont :
- favoriser ou non les associations sous forme de molécules d’une seule sorte d’atome ou de plusieurs sortes d’atomes (liaisons covalentes ou ioniques)
- jouer sur leur état sous forme gazeuse, liquide ou solide en fonctiondes variations de température et de pression
- favoriser leur solubilité dans certains types de solvants

Au niveau macroscopique, aux conditions normales de température et de pression (TNP), chaque corps pur, simple ou composé est caractérisé par un état (gaz, liquide, solide), des valeurs particulières de température où se produisent les changements d’état (température de fusion,d’ébullition …) une couleur, une dureté, une conductivité électrique ou thermique, une viscosité, une masse volumique, etc.

1 – 3 : Allotropie :
L’allotropie est la possibilité pour un corps pur d’exister sous plusieurs formes cristallines ou moléculaires différentes. Ainsi, le carbone amorphe, le graphite et le diamant sont les variétés allotropiques de l’élément carbone  C ; de même l’oxygène,le dioxygène et l’ozone sont les variétés allotropiques de l ‘élément oxygène O.
Les transformations d'une forme allotropique à une autre sont souvent induites par des conditions particulières de pression et de température. Mais, bien que les changements de phase (solide, liquide, gaz) d'un élément s’opèrent aussi à des conditions particulières de pression et de température, ils sont...
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