Cours de chimie niveau seconde –2. Modélisation des transformations de la matière et transfert d’énergie– B) Transformations physiques
- Définition d’une transformation physique
- Changements microscopiques lors d’une transformation physique
- Les différentes sortes de transformations physiques
- Comment reconnaître une transformation physique ?
Définition d’une transformation physique
Une transformation est dite “physique” si elle ne modifie pas la nature des entités chimiques: les espèces chimiques présentes sont les mêmes, en quantité égale avant et après une transformation physique.
Exemples
- Si une transformation physique concerne un système chimique composé d’eau pure, alors ce système est composé du même nombre de molécules d’eau avant et après la transformation.
- Si un système chimique comporte 1 mol de dioxygène et 4 mol de diazote alors après une transformation physique il reste constitué de 1 mol de dioxygène et 4 mol de diazote
Changements microscopiques lors d’une transformation physique
Le terme de transformation “physique” englobe des phénomènes divers puisque, par définition, il concerne tout changement n’affectant pas la nature et le nombre des entités chimiques.
Au niveau microscopique on peut principalement distinguer les changements suivant:
- L’amplitudes des mouvements que possèdent les entités chimiques (c’est ce que l’on appelle l’ “agitation thermique”) peut changer:
- Les entités chimiques (atomes, ions ou molécules) peuvent vibrer de manière différente, c’est à dire avec une amplitude plus forte ou moins forte, avec une rapidité plus élevée ou moins élevées.
- Les entités capables de se déplacer librement dans le système chimique peuvent subir une augmentation ou une diminution de vitesse.
- Les mouvements possibles pour les entités peuvent changer, des entités capables seulement de vibrer autour d’une position moyenne fixe peuvent gagner la possibilité de se déplacer et inversement.
L’organisation spatiale des entités chimiques peut se modifier. Les molécules, atomes ou ions qui constituent un système chimique peuvent se répartir de manière différente:
- Des entités initialement séparées peuvent par exemple se mélanger.
- Des entités en contact peuvent s’éloigner ou inversement.
- L’espace séparant des entités peut augmenter ou diminuer.
On pourrait également ajouter un autre type de transformations physiques au cours desquelles les entités chimiques peuvent subir une modification de leur état de stabilité. Une entité dans son état le plus stable (état dit fondamental) peut passer dans état d’énergie plus éleve (état dit excité) en absorbant un rayonnement. Inversement une entité chimique dans un état excité peut émettre un rayonnement et retourner dans son état fondamental.
Les différentes sortes de transformations physiques
En classe de seconde les principales transformations physiques à connaitre sont:
- Les changements d’état (fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction, sublimation et condensation)
- La dissolution
Les phénomènes suivant sont aussi des transformations physiques:
- L’échauffement ou le refroidissment d’un corps.
- La compression ou l’expansion d’un corps (le plus souvent gazeux)
- La réalisation d’un mélange homogène (pas seulement les dissolution)
Comment reconnaître une transformation physique ?
Pour savoir si une transformation est physique on peut d’abord vérifier si elle fait partie de la liste du paragraphe précédent: si un corps change d’état, se réchauffe ou refroidit (sans autre changement), est comprimé ou détendu, forme un mélange homogène avec un autre corps alors il s’agit d’une transformation physique.
On peut aussi exploiter la définition des transformations physiques et vérifier que la nature et le nombre des entités chimiques ne change pas pas. Si c’est bien le cas on peut conclure à une transformation de nature physique.
On peut aussi procéder par élimination: si une transformation n’est ni chimique ni nucléaire alors elle est physique.