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

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

Entropie de vaporisation :

\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 $\Delta _{\text{vap}}S$ ≈ 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).