Chapitre 9.1 : Transformations physiques⚓︎

I - Qu'est qu'une transformation physique⚓︎

A savoir

Une transformation physique se produit lorsqu’une espèce passe d’un état physique (solide, liquide ou gazeux) à un autre :

Changements d'état — Etats de la matière et changements d'état

L’écriture symbolique, à l’échelle macroscopique, de la transformation physique d’une espèce s’appelle l’équation de changement d’état.

Pour l’espèce chimique de formule A, elle s’écrit de la façon suivante :

\[A_{(état 1)}~~\longrightarrow~~A_{(état 2)}\]

Les trois états sont symbolisés par : \(l\) pour liquide, \(s\) pour slide et \(g\) pour gazeux.

Par exemple, la fusion de l’eau pure solide (glace) en eau pure liquide s’écrit :

\[H_2 O_{(s)}~~\longrightarrow~~H_2 O_{(l)}\]

Un changement d’état s’effectue toujours à température constante. Par exemple la vaporisation de l’eau pure a lieu à 100°C.

II - Echanges d'énergie lors d'une transformation physique⚓︎

A savoir

Une transformation physique peut être :

Endothermique si le corps pur absorbe de l’énergie thermique du milieu extérieur pour changer d’état : l’énergie thermique échangé Q est positive. La fusion, la vaporisation et la sublimation sont des transformations endothermiques.

Exothermique si le corps pur cède de l’énergie thermique au milieu extérieur pour changer d’état : l’énergie thermique échangé Q est négative. La solidification, la liquéfaction et la condensation sont des transformations exothermiques..

Athermique si la transformation se fait sans échange d’énergie thermique.

III - Calcul de l'énergie échangée lors d'une transformation physique⚓︎

A savoir

On appelle énergie massique de changement d’état, l’énergie qu’il faut apporter ou retirer par transfert thermique à un kilogramme d’un corps pur pour qu’il effectue un changement d’état physique. Elle se note L et s’exprime en joule par kilogramme (symbole : \(J.kg^{–1}\)). Elle est caractéristique d’un corps

Lors du changement d’état d’un corps pur de masse m, l’énergie thermique Q échangée avec le milieu extérieur est égale au produit de sa masse par son énergie massique de changement d’état L :

\[ {Q}={m}\times{L}~~~~~~~~~avec~~~\left\{\begin{array}{l} {Q:énergie~échangée~en~joules(J).}\\{m:masse~en~kilogramme(kg)}\\{L:énergie~de~changment~d'état~en~J.kg^{-1}}\end{array}\right.\]

Remarque:

L’énergie massique de transformation dépend du changement d’état :

IV - ATTENTION ⚠ ⚠ ⚠ ⚠⚓︎

A savoir

IL NE FAUT PAS CONFONDRE DISSOLUTION ET FUSION.

Fusion	Dissolution
L’espèce chimique passe de l’état solide à l’état liquide grâce à l’énergie thermique absorbée et sans solvant.	Elle consiste à mélanger une espèce chimique (soluté) avec un solvant (souvent l’eau) : l’espèce dissoute est notée aq.
\(espèce_{(s)}~\longrightarrow~espèce_{(l)}\)	\(espèce_{(s,l~ou~g)}~\xrightarrow{\text{eau}}~espèce_{(aq)}\)
Exemple : La fusion de la glace	Exemple : la dissolution du sucre dans l’eau