Un glaçon qui fond, une flaque qui s’évapore, la buée sur une vitre froide : ce sont des transformations physiques. Les espèces chimiques restent les mêmes, seul leur état physique change, avec un transfert d’énergie avec l’extérieur.
Objectifs
- Nommer les changements d’état et les modéliser à l’échelle microscopique
- Distinguer transformation physique et transformation chimique
- Classer un changement d’état comme endothermique ou exothermique
- Utiliser l’énergie massique de changement d’état : Q = m × L
1. Les changements d’état
| Changement d’état | État initial → état final |
|---|---|
| Fusion | solide → liquide |
| Solidification | liquide → solide |
| Vaporisation | liquide → gaz |
| Liquéfaction | gaz → liquide |
| Sublimation | solide → gaz |
| Condensation | gaz → solide |
Au cours d’un changement d’état, la masse se conserve mais le volume peut varier. Les espèces chimiques ne sont pas modifiées : on écrit par exemple H2O(s) → H2O(ℓ).
2. Modélisation microscopique
| État | Organisation des entités | Distance entre entités |
|---|---|---|
| Solide | ordonnée (cristal) ou désordonnée, entités quasi immobiles | très proches : état compact |
| Liquide | désordonnée, entités qui glissent les unes sur les autres | très proches : état compact |
| Gaz | désordonnée, entités très agitées | éloignées : état dispersé |
3. Transferts d’énergie
- Une transformation endothermique reçoit de l’énergie du milieu extérieur : fusion, vaporisation, sublimation.
- Une transformation exothermique cède de l’énergie au milieu extérieur : solidification, liquéfaction, condensation.
Pourquoi on a froid en sortant de l’eau
L’eau sur la peau s’évapore : la vaporisation est endothermique, elle prélève de l’énergie au corps, qui se refroidit.
4. L’énergie massique de changement d’état
Q = m × L
| Eau | Énergie massique |
|---|---|
| Fusion (à 0 °C) | Lfus ≈ 3,34 × 105 J·kg−1 |
| Vaporisation (à 100 °C) | Lvap ≈ 2,26 × 106 J·kg−1 |
Faire fondre 200 g de glace à 0 °C
- m = 200 g = 0,200 kg
- Q = 0,200 × 3,34 × 105
- Q = 6,68 × 104 J ≈ 66,8 kJ
La glace doit recevoir environ 66,8 kJ.
À retenir
- Transformation physique : les espèces chimiques sont conservées, seul l’état change.
- La masse se conserve lors d’un changement d’état.
- Endothermiques : fusion, vaporisation, sublimation ; exothermiques : les transformations inverses.
- Q = m × L, avec m en kg et L en J·kg−1.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.