Objectifs d’apprentissage
- Décrire le diagramme de phase de l’eau.
- Définir la température critique.
- Définir la pression critique.
Exemples
Comment est-il possible de créer des boules de neige ?
Il faut une neige spéciale pour faire les meilleures boules de neige. Cette neige doit être un peu humide pour que les particules se collent entre elles. La neige sèche peut être pressée fermement et formera des boules de neige car la pression plus élevée fait fondre quelque peu les flocons de neige. Cependant, lorsque vous relâchez la pression, la neige reprend une forme plus solide et les flocons ne collent plus ensemble.
Diagramme de phase pour l’eau
L’eau est une substance unique à bien des égards. L’une de ces propriétés particulières est le fait que l’eau solide (glace) est moins dense que l’eau liquide juste au-dessus du point de congélation. Le diagramme de phase de l’eau est représenté sur la figure ci-dessous .
Diagramme de phase de l’eau.
Notez une différence essentielle entre le diagramme de phase général et le diagramme de phase de l’eau. Dans le diagramme de l’eau, la pente de la ligne entre les états solide et liquide est négative plutôt que positive. La raison en est que l’eau est une substance inhabituelle dans la mesure où son état solide est moins dense que son état liquide. La glace flotte dans l’eau liquide. Par conséquent, un changement de pression a l’effet inverse sur ces deux phases. Si la glace est relativement proche de son point de fusion, elle peut être transformée en eau liquide par l’application d’une pression. Les molécules d’eau sont en fait plus proches les unes des autres dans la phase liquide que dans la phase solide.
Référez-vous à nouveau au diagramme de phase de l’eau ( Figure ci-dessus ). Remarquez le point E, étiqueté point critique . Qu’est-ce que cela signifie ? À 373,99°C, les particules d’eau en phase gazeuse se déplacent très, très rapidement. À toute température supérieure, il est impossible de liquéfier la phase gazeuse, quelle que soit la pression appliquée au gaz. La pression critique (P c ) est la pression qui doit être appliquée au gaz à la température critique pour le transformer en liquide. Pour l’eau, la pression critique est très élevée, 217,75 atm. Le point critique est le point d’intersection de la température critique et de la pression critique.
Key Takeaways
Summary
- L’eau solide est moins dense que l’eau liquide juste au-dessus du point de congélation.
- La température critique (T c ) d’une substance est la température la plus élevée à laquelle la substance peut éventuellement exister sous forme liquide.
- La pression critique (P c ) est la pression qui doit être appliquée au gaz à la température critique pour le transformer en liquide.
- Le point critique est le point d’intersection de la température critique et de la pression critique.
Exercices
Pratique
Questions
Lisez la section du matériel au lien ci-dessous qui traite spécifiquement de l’eau :
http://www.chemguide.co.uk/physical/phaseeqia/phasediags.html
- Pourquoi le point de fusion de la glace devient-il plus bas à des pressions plus élevées ?
- Peut-on comprimer de la vapeur pour former un liquide si la température est supérieure à 374°C ?
- Quelle est la pression critique de l’eau ?
Exercices
Revue
Questions
- Que se passe-t-il pour la glace solide sous haute pression près du point de congélation ?
- Qu’est-ce que la température critique ?
- Qu’est-ce que la pression critique ?
Glossaire
- point critique : Le point d’intersection de la température critique et de la pression critique.
- Pression critique : La pression qu’il faut appliquer au gaz à la température critique pour le transformer en liquide.
- Température critique : La température la plus élevée à laquelle la substance peut éventuellement exister sous forme liquide.
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