La cohabitation de trois états physiques : le point triple

L'étude des effets de la pression et de la température sur les corps purs, c'est-à-dire sur un seul élément isolé, a permis de mettre en évidence des phénomènes réellement étonnants.

Les scientifiques ont constatés qu'en modifiant la pression ou la température du corps, son état physique pouvait se modifier. On peut, par exemple, avoir de l'eau bouillante à 5°C si on diminue de manière très significative la pression. En effet, les molécules d'eau, n'étant soumises qu'à un très faible effort de la part de l'air, elles ont d'autant plus de facilité pour passer à l'état gazeux. Mais ce n'est pas là le véritable intérêt de cette pratique; au cours de leurs expériences, les scientifiques ont découvert qu'il existait un point unique pour chaque élément, appelé le point triple. A ce niveau donné de température et de pression, les trois états (solide, liquide et gazeux) cohabitent, c'est-à-dire qu'il se forme, dans le bêcher, de la glace, de la vapeur et de l'eau liquide, par condensation et par fonte de la glace. Pour l'eau, ce point est situé précisément à une température de 0,01°C, et à une pression de 611Pa, soit 0,006 pression atmosphérique ! Il existe des diagrammes, appelés diagrammes de phases, qui présentent l'état physique d'un élément en fonction de la température et de la pression. Sur ceux-ci, le point triple est représenté par la jointure des trois droites d'état. Ces diagrammes mettent en avant un autre point particulier : le point critique. Il s'agit d'un point unique pour chaque élément, qui s'atteint à haute température et à haute pression. Passé celui-ci, il est impossible de faire la distinction entre le liquide et le gazeux. Pour l'eau, ce point est atteint à une température 374,15°C, et à une pression de 22120000Pa, soit 221,2 pressions atmosphériques.