Enthalpie de changement d'état

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L'enthalpie de changement d'état, molaire ou massique, correspond à la quantité d'énergie nécessaire à l'unité de quantité de matière (mole) ou de masse (kg) d'un corps pour qu'il change d'état, cette transformation ayant lieu à température et pression constantes. Par exemple pour le passage de l'état liquide à l'état de vapeur on parlera d'enthalpie de vaporisation.

L'enthalpie échangée lors du changement d'état résulte des modifications des liaisons moléculaires : dans un corps solide, les liaisons sont plus fortes qu'à l'état liquide, et ces liaisons sont quasi absentes dans le cas d'un gaz.

Par exemple, l'eau bout à 100 °C à la pression atmosphérique au niveau de la mer. Son enthalpie de vaporisation, égale à la quantité d'énergie devant être fournie pour transformer l'eau liquide en vapeur, à la température constante de 100 °C, est de 2257 kJ/kg.

[modifier] Enthalpies de changement d'état de diverses substances

Corps simples solides	Enthalpie de
Corps simples solides	fusion kJ/kg	vaporisation kJ/kg
Aluminium	393
Antimoine	163	1340
Argent	103	2160
Béryllium	1339
Bismuth	43	858
Cadmium	45	1004
Calcium		2430
Césium	16
Chrome	316
Cobalt	259
Cuivre	205	4650
Étain	59	2600
Fer	207
Gallium	80
Lithium	137
Magnésium	369	8450
Manganèse	101
Nickel	298
Palladium	152
Phosphore blanc	21	540
Platine	114
Plomb	23	920
Rubidium	26
Sélénium	56
Soufre clinorhombique	39
Thallium	15
Tellure	31
Zinc	96	1820
Autres substances
Méthane		510
Éthane		489
Propane		426
Butane		385
n-Pentane		357
Isopentane		339
n-Hexane		337
n-Heptane		320
n-Octane		306
Éthylène		483
Propylène		438
But-1-ène		391
Isobutène		394
Cyclopentane		390
Cyclohexane		358
Acétylène		829
Benzène		394
Toluène		363
o-Xylène		347
Cumène		312
Méthanol		1100
Éthanol		855
Propanol		695
Isopropanol		667
n-Butanol		591
Acétaldéhyde		570
Acétone		521
Diméthyléther		377
Essence automobile		335
Eau	330	2256
Ammoniac		1391

Dans le tableau ci-contre, la chaleur de vaporisation correspond à la température d'ébullition du corps sous une pression égale à l'atmosphère au niveau de la mer (1013 hpa).

[modifier] Fusion des solides

L'entropie molaire de fusion des métaux est comprise entre 4 et 16 kJ/(mol.K), sauf rare exception. Cette règle permet de connaître une valeur approchée de l'enthalpie de fusion, connaissant la température de fusion :

$\ L_f = \frac{T_f. \Delta s_f}{M}$

$\ \Delta s_f$ variation d'entropie molaire lors de la fusion en J/(mol.K)

$\ T_f$ température de fusion en K

$\ M$ masse molaire en kg/mol

[modifier] Histoire

On nommait autrefois chaleur latente cette grandeur, en référence à la vision substantialiste de la chaleur (considéré comme un fluide, une substance, immatériel) qui était largement répandu jusqu'au XIX^e siècle avec notamment les travaux de Joseph Fourier sur cette dernière.