Au programme de ce chapitre
- I. Trois états, un modèle
- II. Températures et paliers
- III. Ce qui se conserve, ce qui change
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Les changements d'état portent un nom :
- solide → liquide : fusion ;
- liquide → solide : solidification ;
- liquide → gaz : vaporisation (lente en surface : évaporation ; dans tout le liquide, avec des bulles : ébullition) ;
- gaz → liquide : liquéfaction (souvent appelée condensation) ;
- solide → gaz : sublimation ;
- gaz → solide : condensation solide (le givre).
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Un exemple corrigé
Exemple On sort un glaçon du congélateur à −18 °C et on le chauffe. Sa température monte jusqu'à 0 °C, reste à 0 °C pendant qu'il fond (mélange de glace et d'eau), puis remonte. Si on continue à chauffer, l'eau atteint 100 °C et y reste pendant l'ébullition.
Lexique
- fusion
- passage de l'état solide à l'état liquide
- vaporisation
- passage de l'état liquide à l'état gazeux
- palier
- partie horizontale d'une courbe : la température ne change pas
- sublimation
- passage direct de l'état solide à l'état gazeux
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — Croire que la température monte pendant un changement d'état. Pour un corps pur, la température reste constante pendant la fusion ou l'ébullition : c'est le palier. La température remonte seulement quand tout le corps a changé d'état.
Piège — Confondre évaporation et ébullition. L'évaporation se fait lentement, à toute température, à la surface. L'ébullition se fait à une température précise, dans tout le liquide, avec des bulles.
Attention L'eau est une exception : en gelant, son volume augmente (d'environ 9 %). C'est pour cela qu'une bouteille pleine d'eau éclate au congélateur et que le gel fait éclater les roches et abime les routes.
L'astuce du prof
Astuce. Retiens les changements d'état par paires inverses : fusion et solidification, vaporisation et liquéfaction, sublimation et condensation solide.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Nommer des changements d'état
Donne le nom du changement d'état dans chaque cas : a) un glaçon fond dans un verre ; b) de la buée se forme sur un miroir ; c) du linge sèche à l'air libre ; d) du givre se forme sur un pare-brise ; e) un bloc de neige carbonique (dioxyde de carbone solide) disparait sans laisser de liquide.
Voir la correction
a) Fusion. b) Liquéfaction (condensation) : la vapeur d'eau devient liquide. c) Vaporisation, plus précisément évaporation, car elle se fait lentement en surface. d) Condensation solide : la vapeur d'eau passe directement à l'état solide. e) Sublimation : le solide passe directement à l'état gazeux.
Exercice 2 — Lire un tableau de mesures
On réchauffe régulièrement un bloc de glace d'eau pure, sorti du congélateur, et on relève sa température. Tableau :
Quelle est la température du palier ? Pendant combien de temps dure-t-il ? Dans quel état est l'eau à 12 min ?
| Temps (min) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Température (°C) | −10 | 0 | 0 | 0 | 8 | 16 | 24 |
Voir la correction
Le palier est à 0 °C : c'est la température de fusion de l'eau. Il dure de 2 min à 6 min, soit environ 4 minutes. À 12 min, la température a dépassé 0 °C : toute la glace a fondu, l'eau est liquide. Le palier net montre que l'eau est un corps pur.