Un changement de phase, ou transition, se produit lorsqu'une substance subit un changement d'état au niveau moléculaire. Dans la plupart des substances, les changements de température ou de pression entraînent un changement de phase de la substance. Il existe plusieurs processus de changements de phase, notamment la fusion, la solidification, la vaporisation, la condensation, la sublimation et le dépôt physique en phase vapeur.
La fusion
La fusion se produit lorsqu'une substance passe d'un solide à un liquide. Avant la fusion, de fortes liaisons ou attractions intermoléculaires retiennent étroitement les atomes, les molécules ou les ions qui composent une substance solide sous une forme solide. Lors du chauffage, les particules acquièrent suffisamment d'énergie cinétique pour surmonter les liaisons qui les maintiennent ensemble et devenir mobiles. Il en résulte la fusion de la substance.
Solidification
La solidification se produit lorsqu'une substance passe d'un liquide à un solide. À l'état liquide, les particules d'une substance possèdent suffisamment d'énergie cinétique pour se déplacer à proximité les unes des autres. Lorsqu'une baisse de température se produit, les particules perdent leur énergie cinétique et se regroupent. Progressivement, les particules se déposent dans une position fixe, ce qui fait que la substance prend forme et devient un solide.
Vaporisation
La vaporisation se produit lorsqu'une substance passe d'un liquide à un gaz. Les molécules dans un liquide sont en mouvement constant tout en restant relativement proches les unes des autres en raison des forces intermoléculaires. Lorsqu'une augmentation de la température se produit, l'énergie cinétique des molécules augmente également. Cette augmentation de température permet aux molécules de gagner de l'énergie cinétique et de vaincre les forces intermoléculaires, entraînant la vaporisation de la substance.
Condensation
La condensation se produit lorsqu'une substance passe d'une vapeur à un liquide. Dans une vapeur, il y a des molécules à haute et basse énergie cinétique qui entrent souvent en collision avec les surfaces et entre elles. Lorsque des molécules à faible énergie cinétique entrent en collision, des forces intermoléculaires les obligent à se coller les unes aux autres. À mesure que la température diminue, l'énergie cinétique des molécules diminue également, ce qui provoque le collage des molécules et entraîne une condensation.
Sublimation
La sublimation se produit lorsqu'une substance passe d'un solide à un gaz. L'augmentation de la température entraîne également une augmentation de l'énergie cinétique des particules. Cela permet aux particules de surmonter les forces intermoléculaires et de devenir mobiles. Une basse pression augmente également l'énergie cinétique des particules. Lorsque les particules s'échappent du solide et se dispersent sous forme de gaz, une sublimation se produit.
Le dépôt physique en phase vapeur
Le dépôt physique en phase vapeur se produit lorsqu'une substance passe d'un gaz à un solide. Dans des situations de basse pression, des films minces de matériaux vaporisés se développent sur diverses surfaces en raison d'un bombardement par pulvérisation de plasma ou d'une évaporation sous vide à haute température.