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Diagramme de phase

Le diagramme de phase est un graphique qui représente les phases d'une substance en fonction de la température et de la pression. Le diagramme montre les températures de transition des phases (points de fusion, de sublimation, d'ébullition) à différentes pressions.

Les diagrammes de phase sont utilisés pour déterminer l'état de la matière (solide, liquide ou gazeux) de l'eau dans certaines conditions de température et de pression. Le graphique indique la température en degrés Celsius sur l'axe des X et la pression en atmosphères sur l'axe des Y. Pour certaines conditions de température et de pression. L'augmentation de la température rend plus probable le passage de l'eau de l'état gazeux à l'état liquide et de l'état liquide à l'état solide, tandis que l'augmentation de la pression a l'effet inverse.

Figure 1. Diagramme de phase de l'eau. Les axes de pression et de température ne sont pas dessinés à l'échelle.

  • Point triple : point où les trois phases coexistent en équilibre. À une pression inférieure au point triple, l'eau ne peut exister à l'état liquide, quelle que soit la température.
  • Point de fusion : la température pour faire fondre la glace.
  • Point d'ébullition : la température pour évaporer l'eau.
  • Pression critique : la pression nécessaire pour liquéfier un gaz à sa température critique.
  • Point critique : la température critique et la pression critique d'une substance. Au-delà du point critique, les propriétés physiques de l'eau sont intermédiaires entre les états gazeux et liquide. Cet état est appelé fluide supercritique.

Nous pouvons utiliser le diagramme de phase pour identifier l'état physique d'une substance dans des conditions spécifiées de pression et de température. Par exemple, à 15 atm et -15 oC, nous pouvons voir que l'eau existe à l'état solide.

La ligne de démarcation solide/liquide a une pente négative, ce qui signifie que le point de fusion de la glace diminue lorsque la pression externe augmente. La ligne de démarcation liquide/gaz a une pente positive, ce qui signifie que le point d'ébullition de l'eau augmente lorsque la pression externe augmente.