Dans les études liées aux changements de phase des substances, on voit qu'il est possible de provoquer ce changement en fournissant ou en retirant de l'énergie thermique. Les exemples les plus simples de cet événement sont les changements d'état de solide à liquide, de liquide à gazeux, ou vice versa. Par exemple, si on chauffe un morceau de glace, c'est-à-dire si on lui donne de la chaleur, on verra qu'il fond (ou fond).
Par conséquent, nous pouvons dire que changement d'état il s'agit d'une réorganisation interne des atomes (ou molécules) d'une substance, provoquant des modifications importantes de ses propriétés.
Courbes de chauffage et de refroidissement: ce qui se passe lors d'une transition de phase.
Les courbes de chauffage ou de refroidissement montrent le changement de température au fil du temps à mesure que l'objet perd ou gagne de l'énergie.
Considérons une quantité de 1kg de glace avec une température initiale de -20°C (point A sur la figure ci-dessus) et qui reçoit un taux de chaleur constant de 1000 watts, soit 1000 J/s.
En recevant cette énergie, les molécules d'eau qui s'organisent en un solide commencent à osciller chacune plus rapide, provoquant une augmentation linéaire de la température, qui est déterminée par l'équation: Q = m.c.Δt.
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Cela se produit jusqu'au moment où la glace atteint la température de 0°C, point B sur le graphique, lorsque l'oscillation des molécules est telle que les liaisons entre elles commencent à se rompre. À ce stade, la glace commence à fondre et toute l'énergie fournie est utilisée pour briser les liens qui maintiennent la structure solide.
Pour cette raison, la température reste constante jusqu'à ce que toute la glace soit fondue, même si l'énergie est fournie en continu. L'énergie fournie pendant la transition peut être obtenue à partir de l'expression Q = m. L.
A partir du moment où la glace est complètement fondue (point C), la température de l'eau augmente constamment. Ses molécules vibrent plus vite jusqu'à atteindre la température d'ébullition (point D).
La chaleur reçue à partir de ce moment sera utilisée pour vaporiser l'eau, qui reste à température constante jusqu'à ce que le liquide se soit complètement évaporé (point E). Toute l'énergie reçue à partir de ce point sera utilisée pour chauffer la vapeur.
La construction de graphiques de ce type, à partir de données expérimentales, permet de déterminer avec précision les températures de transition et les valeurs de chaleur spécifique et de chaleur latente.
Par Domitiano Marques
Diplômé en Physique
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SILVA, Domitiano Correa Marques da. « Courbes de chauffage et de refroidissement »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/curvas-aquecimento-resfriamento.htm. Consulté le 27 juin 2021.
