Entropie de vaporisation

L'entropie de vaporisation d'un liquide pur est la variation d'entropie qui accompagne son passage de l'état liquide à l'état vapeur, c'est-à-dire sa vaporisation, rapportée à la quantité de matière mise en jeu.

L'entropie de vaporisation est notée ${\displaystyle \Delta _{\text{vap}}S}$ et s'exprime en joules par kelvin et par mole (J·K⁻¹·mol⁻¹). C'est une grandeur intensive.

La vaporisation étant une transformation à pression constante, la chaleur ${\displaystyle Q}$ reçue de façon réversible par le liquide lors de la vaporisation est égale à la variation de son enthalpie ${\displaystyle H}$ : ${\displaystyle \Delta H=Q}$. L'enthalpie de vaporisation est égale à cette variation d'enthalpie rapportée à la quantité de matière ${\displaystyle n}$ mis en jeu : ${\displaystyle \Delta _{\text{vap}}H=\Delta H/n=Q/n}$.

La vaporisation étant une transformation réversible, d'après le deuxième principe de la thermodynamique l'entropie reçue à la température ${\displaystyle T}$ est égale à ${\displaystyle Q/T}$. Par conséquent l'entropie de vaporisation s'exprime selon :

Entropie de vaporisation : ${\displaystyle \Delta _{\text{vap}}S={\Delta H_{\text{vap}} \over T}}$

Cette relation montre que, contrairement à l'enthalpie, l'entropie de vaporisation diminue rapidement lorsque la température augmente.

À la température de vaporisation normale du liquide, c'est-à-dire pour une pression de vapeur saturante égale à la pression atmosphérique normale de 101 325 Pa, elle est donnée approximativement par la règle de Trouton ${\displaystyle \Delta _{\text{vap}}S}$ ≈ 87 J K⁻¹ mol⁻¹. Cette règle n'est pas valable pour les liquides associés par liaison hydrogène (par ex. l'eau) et elle doit être modifiée pour ceux qui se vaporisent à très basse (par ex. les gaz liquéfiés) ou à très haute température (par ex. les métaux fondus).

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