Les changements d'état

Sciences appliquées à l'alimentation

2/ Condensation liquide :

La condensation dite liquide (appelée aussi liquéfaction), correspond au changement d'état d'un corps gazeux vers un corps liquide.

Elle est visible au quotidien ; les vitres de voiture, les verres de lunettes, les fenêtres embuées, ou encore les toiles d'araignées après que l'humidité de la nuit se soit condensée en gouttes d'eau sur les fils.

3/ Sublimation :

La sublimation est le passage direct d'un corps de l'état solide à l'état gazeux, sans passer par l'état liquide. Par conséquent, cette transformation se fait sans passer par une étape de fusion (de solide en liquide).

4/ Condensation solide :

La condensation solide est le passage direct d'un état gazeux à un état solide.

Exemple :

La transformation de vapeur d'eau en glace : en hiver, la température de la fenêtre est très froide, la vapeur d'eau gèle donc au contact de la surface de la fenêtre et forme le givre.

Les molécules de vapeur d'eau contenues dans l'air vont se solidifier au contact des noyaux de congélation si la température est inférieure à 0 °C.

5/ Fusion :

La solidification correspond au changement d'état solide vers un état liquide par suite de l'augmentation de la température. La chaleur produit un mouvement vibratoire qui vainc la cohésion des molécules ce qui leur permet de rouler librement les unes sur les autres.

6/ Solidification :

La solidification correspond au changement d'état liquide vers un état solide. Le corps liquide (comme l’eau) perd son énergie (dans l’enceinte d’un réfrigérateur par exemple) jusqu’à ce qu’il atteigne 0°C, il y’a solidification.

On nomme congélation la solidification de l'eau, et cristallisation la solidification d'un corps en fragments aux formes géométriques régulières, les cristaux. La neige est une cristallisation de l'eau.

Remarque :

C’est la nature des liaisons entre les molécules qui donne l’état à la matière :

Molécules libres = gazeux

Molécules faiblement liées = état liquide

Molécules associées par de nombreuses liaisons = état solide.

c) On l'appelle caléfaction lorsque le phénomène est brutal. Il y a formation d'un film de vapeur autour d'une gouttelette de liquide.

Exemple de caléfaction :

Lorsque vous faites tomber de l'eau sur une plaque chaude, vous pouvez voir les gouttes « sauter » sur la plaque. C'est la caléfaction. En réalité lorsque la gouttelette d'eau tombe sur la plaque, son contour va se vaporiser et sachant que la vapeur prend environ 10 fois plus de place que l'eau, la gouttelette d'eau va être propulsée ; d'où le fait que l'on voit ces gouttelettes d'eau « sauter ». Il est déconseillé de réaliser cette dernière expérience car les plaques n'apprécient pas ce phénomène, surtout les plaques électriques qui risquent à force de se fissurer.

b) On l'appelle vaporisation lorsque le phénomène est rapide. C'est-à-dire avec une formation de bulles de vapeur au sein du liquide.

Exemple de vaporisation :

À la suite de l'exemple précédent vous continuez à chauffer l'eau. Lorsqu'elle va atteindre 100 °C, vous allez voir des bulles de vapeur remonter à la surface. C'est la vaporisation.

Remarque :Pour information les bulles qui remontent à la surface sont composées de vapeur mais aussi de gaz dissous dans l'eau qui sont expulsés de l'eau lorsqu'ils sont chauffés.

Si l'on prend l'exemple de l'eau, on obtiendra :

• de la glace sous sa forme solide

• de l'eau sous sa forme liquide

• de la vapeur d'eau sous sa forme gazeuse

Dénomination des différents changements d'état

Chaque changement d'état porte un ou plusieurs noms :

1/ Vaporisation :

La vaporisation (appelée aussi ébullition), correspond au changement d'état liquide vers un état gazeux. Elle porte 3 noms, bien distincts, et qu'il faut surtout éviter de mélanger :

- évaporation

- vaporisation

- caléfaction

a) On l'appelle évaporation lorsque le phénomène est lent. Il ne concerne que la surface d'un liquide.

Exemple d'évaporation :

Mettez de l'eau dans une casserole et chauffez-la. Lorsque la température de celle-ci va se rapprocher de 100 °C (température correspondant au changement de l'état liquide à l'état gazeux pour l'eau) vous allez voir un brouillard s'échapper de la casserole (De la vapeur s'échappe, mais elle ne peut être vue, c'est un gaz invisible, de minuscules gouttelettes d'eau provenant de la condensation de la vapeur d'eau forment le brouillard visible). C'est l'évaporation.

Le passage d’un état physique à un autre correspond à un changement d’état, il s’effectue par un transfert d’énergie. Il dépend de deux paramètres : la température et la pression.

Trois états physiques sont possibles pour la matière :

- l’état solide : sucre, sel, glace…

- l’état liquide : eau, lait…

- l’état gazeux : air, gaz carbonique, vapeur d’eau…