AM,M,B
Il importe de bien comprendre ce qui se passe dans ces diverses transformations. Dans la va|)orisati()n ordinaire, le corps passe de l'étal liquide à l'étal gazeux, c'est-à-dire du point M2 au point M, en suivant la droite MîM,; en un point quelconque de cette droite le corps est en partie à l'état liquide, en partie à l'état de vapeur. Si, au contraire, il était possible de faire passer le corps du point Mo au |>oint M,, en suivant la courbe de Clausius, le corps, à tout instant de cette transformation, serait tout entier dans le même état et passerait ainsi de l'étal liquide à l'état de vapeur par une série continue d'étals intermédiaires.
Toutefois la portion MoC de la courbe donnée par la formule de ("lausius correspond à un état du corps parfaitement réalisable, quoiqu'il ne se produise pas généralement. D'après la courbe, le corps est alors liquide et sa pression est inférieure à la tension maxima de la vapeur. Ce sont là les conditions réalisées par un liquide surchauffé. Nous
28o THERMODYNAMIQUE.
I)ouvons donc admellre que, pour la poi'tion M2C de la courbe de Clausius, le corps est dans cet état.
D'autre part, des expériences de MM. Wulner et Gotrian ont démontré qu'une vapeur peut conserver son état de vapeur sous une pression supérieure à celle qui, dans les conditions ordinaires, provoque sa liquéfaction. La portion MjD de la courbe correspondrait donc à cet état du corps.
La partie CaD ne correspond à aucun état connu. Mais, si Ton veut conserver la continuité, il est nécessaire que les portions AMjC et DM2 B de l'isotherme soient reliées entre elles.
212. Ces considérations se trouvent d'ailleurs confirmées par l'instabilité des états des corps correspondants aux divers points de M2CDM1.
Traçons une droite parallèle a Ov coupant la courbe en trois points M'.^, oc' et M', {^/tg. 29). A ces trois points cor-
respondent trois états du corps, pour une même pression et une même température. Quel est le plus stable de ces trois états?
Nous avons vu (192) que la condition de possibilité d'un
phéiionièiie, quaiul la tempt^ratiire el la pression ne changent
pas, est
L'étal le pins stable doit donc èlre celui pour lequel H' a la plus grande valeur, car on ne peut passer de cet étal à un autre sans qu'il y ait diminution de H', transformation impossible d'après l'inégalité précédente si les conditions de température et de pression ne changent pas. L'état le plus instable est nécessairement celui pour lequel II' a la plus petite valeur, puisf|u'il est alors possible de passer de cet état à tous les autres.
213. ('cherchons donc les valeurs H',, Hâ, H^ de la fonction H' aux points M',, a\ Mo.
Pour une transformation élémentaire quelconque, on a
et, par suite, pour une transformation isotherme : clR' = — A i^ dp.
La variation de H' quand on passe du point M., au point y.', en suivant la courbe M!, Ca', est donc
tio,-il, = -\J^dp,
ou
Hâ-II, = -AaireM;Ca';
il en résulte
Quand on passe du point Ml au Mj en suivant courbe
MjCDM^, la variation de H' est
h; - h; =— A fv dp =z A(- aire M; Ca' + aire a'DM',)
Mais le cycle M2 CD a M2 constitue un cycle fermé isotherme, puisque le long de la droite M2M, qui représente la transformation du liquide en vapeur sous la pression maximum de cette vapeur, la température ne change pas; l'aire limitée par ce cycle est donc nulle (194) et l'on a
— aireMaCa + aire aDMi=: o.
Or, par suite de la position de la droite MjM'i, l'aire M'^Ca' est plus petite que l'aire MjCa, tandis que l'aire a'DM', est plus grande que l'aire aDMi; par conséquent
— aireM2Ca'+ aire a'DM', > o,
et de cette inégalité résulte la suivante
213 f'is. Les valeurs delà fonction H' aux trois points Mj, Cf.', M'j satisfont donc aux inégalités
Ha<H;<n;.
Par suite, l'état le plus stahle est celui qui correspond au point M',, c'est-à-dire l'état gazeux. C'est cet état que le corps prendra généralement; il ne |)ourra prendre les deux autres états qu'exceptionnellement et les abandonnera i)Our prendre l'état de vapeur sous l'induence de la plus |)elite cause.
CHAMiKMKNTS DKTAT. 283
Si nous avions Uacé la droite M', a'M^ au-dessus de MiaM,, nous aurions trouvé
C'est donc l'état correspondant au point M'^, c'est-à-dire l'état liquide, qui est alors le plus stable.
Ces diverses conclusions sont d'accord avec les hypothèses que nous avons faites en aihnetlant (|ue MoC correspond à un liquide surchauffé et DM, à une vapeur sursaturée; ces deux états sont en effet instables; en outre, un liquide surchauffé pi'end brusquement l'étal gazeux et une vapeur sursaturée se condense immédiatement sous l'influence de la |)lus petite caiise.
Enfin, les états corres|)ondanls aux points de la courbe CI) étant encore plus instables que les précédents, on s'explique qu'on n'ait pu les réaliser.
