Expérimentalement, on observe que le changement de pression exercée sur une substance implique un changement de température de fusion et d'ébullition.
Dans ces études, il est possible d'observer:
1. Influence de la pression sur la fusion
La plupart des substances, lorsqu'elles reçoivent de la chaleur pendant le processus de fusion (passage de la phase solide à la phase liquide), voient leur volume augmenter. En effet, lors de la réception de chaleur, le degré d'agitation thermique des particules qui composent le corps augmente, augmentant ainsi son volume. Cependant, certaines substances présentent le comportement inverse lors du processus de fusion, lorsqu'elles reçoivent de la chaleur pour passer de la phase solide à la phase liquide, leur volume est réduit. Comme substances qui présentent ce comportement inverse, on peut mettre en évidence l'eau, le fer bismuth et l'antimoine.
On vérifie que, lorsqu'elles subissent une augmentation de pression, les substances qui ont augmenté leur volume dans la fusion ont également augmenté leur température de fusion; et ceux à volume réduit ont une température de fusion plus basse.
Une autre caractéristique de ce comportement inverse de l'eau est l'augmentation de volume en solidification (passage de la phase liquide à solide), ce qui explique le fait qu'une bouteille fermée remplie d'eau se rompt lorsqu'elle est placée dans le congélateur.
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2. Influence de la pression sur l'ébullition
A l'ébullition (passage de la phase liquide à la phase gazeuse), en recevant de la chaleur, le liquide voit son volume augmenté. Comme pour une certaine pression, chaque substance a sa propre température d'ébullition (l'eau bout à une pression de 1 atm à une température de 100°C), quand augmenter la pression sur un liquide entraînera une augmentation de sa température d'ébullition, il devient donc plus difficile pour la substance de passer de l'état liquide à l'état gazeux.
Ceci est utilisé dans les autocuiseurs, dans lesquels les vapeurs formées à la suite du chauffage de l'eau ne peuvent pas s'échapper de son intérieur et ainsi appuyer sur la surface de l'eau. Comme nous l'avons vu plus haut, une augmentation de la pression entraîne une augmentation de la température d'ébullition et de cette manière l'eau supporte températures supérieures à 100°C, faisant cuire les aliments plus rapidement que dans une casserole ordinaire.
Par Nathan Augusto
Diplômé en Physique
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FERREIRA, Nathan Augusto. « Influence de la pression sur le changement de phase »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-influencia-pressao-na-mudanca-fase.htm. Consulté le 27 juin 2021.
