Comportement à pression constante
Considérons par exemple de l'eau liquide, enfermée dans un cylindre fermé par un piston mobile, dans des conditions où le liquide est la phase stable. La pression est donc imposée par la pression extérieure et le poids du piston, et est donc constante.
Suivons donc l'évolution de ce système lors d'une transformation à pression constante, au cours de laquelle on fournit de la chaleur. Dans le diagramme de Clapeyron, on va se déplacer sur une horizontale (voir le Diagramme).
tout d'abord, la température de l'eau liquide augmente, et il y a augmentation du volume molaire de l'eau liquide par dilatation thermique ;
lorsque la température atteint la température d'ébullition à la pression considérée, le point représentatif se trouve sur la courbe de bulle[3]. À partir de là, la température va rester constante(nous sommes sur le palier de l'isotherme) ;
lorsque l'on rencontre la courbe de rosée[4], la vaporisation est terminée, et il ne reste plus de liquide. À partir de là, la chaleur que l'on fournit sert à augmenter la température de la vapeur, dont le volume croît.
Tout le long du palier, la température est restée constante, pourtant nous avons dû fournir de la chaleur : pour passer, à pression constante, de l'état de liquide saturé (sur la courbe de bulle[3]) à l'état de vapeur saturée (sur la courbe de rosée[4]), il faut fournir une quantité de chaleur bien supérieure au travail nécessaire pour augmenter le volume (\[-P\left({v}^{\left(V,s\right)}-{v}^{\left(L,s\right)}\right)\]) : la vaporisation absorbe de la chaleur.
La vaporisation se faisant à pression constante, la quantité de chaleur qu'il a fallu fournir pour transformer ainsi du liquide en vapeur est égale à la variation d'enthalpie, donc à la différence entre l'enthalpie de la vapeur saturée et celle du liquide saturé. On l'appelle enthalpie de vaporisation (ou chaleur latente de vaporisation), et on la note \[\Delta {h}^{\left(V-L\right)}\] (ou \[L\]) :
La chaleur de vaporisation dépend de la température, elle décroît linéairement aux basses températures pour ensuite chuter jusqu'à zéro pour la température critique[5] du fluide.
