D6 (Transitions de phase d'un corps pur)

Remarque : Attention, savoir répondre correctement à ce quiz est nécessaire mais n’est en rien suffisant ! S’entraîner à résoudre les exercices vus en TD, ainsi que la connaissance en profondeur du cours (définitions, démonstrations, remarques…) est évidemment indispensable.

[rapid_quiz question= »L’enthalpie massique de vaporisation d’un corps pur est en général positive. » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »Car pour la très grande majorité des corps purs, il faut les chauffer, c’est-à-dire leur apporter un transfert thermique

$Q>0$

, pour qu’ils se vaporisent. On rappelle que l’enthalpie massique de vaporisation d’un corps pur donné (valeurs tabulées) correspond à la chaleur qu’il faut fournir, à pression constante, à 1 kg de ce corps pur liquide pour qu’il passe à l’état gazeux. »]
[rapid_quiz question= »La pression de vapeur saturante dépend uniquement de la température. » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »On rappelle que la pression de vapeur saturante

$P_{sat}(T)$

est la pression de la vapeur lorsqu’elle coexiste en équilibre avec le liquide, à la température

$T$

. »]
[rapid_quiz question= »Lors d’une transition de phase à température constante, la variation d’enthalpie est nulle. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »Lors d’une transition de phase à température constante, la variation d’enthalpie vaut, pour une vaporisation par exemple :

$\\Delta H = m h_{L\\rightarrow G}(T)$

où

$m$

est la masse de liquide subissant la transition de phase, et

$h_{L\\rightarrow G}(T)$

l’enthalpie massique de vaporisation de ce liquide, à température

$T$

constante. Ainsi

$\\Delta H$

est non nulle. »]
[rapid_quiz question= »A la pression atmosphérique, l’évaporation (ou l’ébullition) de l’eau ne peut avoir lieu qu’à 100°C. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »On observe l’évaporation de l’eau à température ambiante tous les jours, lorsque l’on fait sécher notre linge par exemple. Il faut en fait comparer la pression de vapeur saturante de l’eau

$P_{sat,eau}(T)$

à la pression partielle en eau dans l’atmosphère, et pas à la pression atmosphérique. Si le taux d’humidité dans l’air n’est pas maximal (c’est-à-dire si

$p_{eau} \\leq P_{sat,eau}(T)$

), de l’eau s’évapore. »]
[rapid_quiz question= »Un changement d’état isobare est nécessairement isotherme. » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »On se situe alors sur l’une des courbes frontières du diagramme d’état

$(P,T)$

. La réciproque est vraie : un changement d’état isotherme est nécessairement isobare. (Remarque : attention, il y a beaucoup d’autres façons de provoquer un changement d’état. Par exemple, de façon isochore ou adiabatique. Dans cas-là, ni la pression, ni la température ne restent constantes !) »]
[rapid_quiz question= »Un changement d’état a lieu à température et pression constante. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »Pas forcément. Par contre, si l’on fixe l’un des deux paramètres, l’autre est fixé aussi (par exemple, au cours d’une vaporisation, si la température est fixée à

$T$

, la pression le sera alors aussi forcément, à

$P_{sat}(T)$

). »]
[rapid_quiz question= »A température donnée, le gaz ne peut exister seul que pour une pression inférieure à la pression de vapeur saturante. » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »(S’il ne s’agit plus d’un gaz pur mais d’un mélange gazeux, c’est la pression partielle du gaz en question qu’il faut comparer à la pression de vapeur saturante). »]
[rapid_quiz question= »Au cours de la vaporisation isotherme totale d’un corps pur, l’énergie interne ne varie pas. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »Si la transition de phase est isotherme à

$T_0$

, est elle est donc aussi isobare, à la pression

$P_0=P_{sat}(T_0)$

. La variation d’énergie interne est alors

$\\Delta U = \\Delta (H-PV) = \\Delta H -P_0\\Delta V$

avec

$\\Delta H = m h_{vap}(T_0)$

, donc l’énergie interne varie a priori. »]

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