Règle des phases
Diagramme de phase
Le diagramme PVT en trois dimensions ci-dessus pour l'eau décrit les différents états physiques d'un corps .
l'état au delà du point critique est appelé supercritique.
La projection diagramme P-T → courbes de saturations entre les phases solide, liquide et gaz, points triples et critiques.
La projection diagramme P-v, appelée Diagramme de Clapeyron → isothermes sous le point critique, et super-critique. Allure en polynôme de degré trois, typique des isothermes calculées par des équations d'état cubiques qui dérivent de l'équation d'état de van der Waals).
De manière générale, la valeur des propriétés change avec leur état physique, car elles dépendent des interactions intermoléculaires. Celles-ci varient avec l'état physique, passant d'interactions importantes dans les solides où les molécules sont très proches, à modérées dans un gaz où la densité de molécule est près de 1000 fois moins que dans un liquide ou un solide.
Degrés de liberté ν
Le nombre de degré de liberté est le nombre de variables indépendantes à connaître pour définir complètement le système matériel.
cas général : Il est égal à
, soit c nbre de corps purs - r nbre réactions- k nbre de contrainte extérieure + n nbre de var. intensives - φ nbre de phases
Cas le plus fréquent : ν = c – 0 – 0 + 2 - φ
1 phase stable et monoconstituant, ν=2 → on peut faire varier 2 variables. ex. T & P.
Changement d'état entre 2 phases ? ν=1 → une seule variable indépendante. ex. T (ou P) le long de la courbe de saturation.
Au point triple, ν=0 → il n'y a plus de degré de liberté. le point Triple est défini à une seule température et pression.
Quelques définitions :
Système fermé : n'échange pas de particules avec l'extérieur (N = Cste),
Système calorifugé : n'échange pas de chaleur avec l'extérieur,
Système isolé : n'échange ni chaleur ni travail avec l'extérieur,
Transformation adiabatique : sans échange de chaleur, (attention T peut varier lors d'une telle transformation !),
Transformation isotherme : à température constante,
Transformation isobare : à pression constante,
Transformation isochore : à volume constant.
