subtilité du changement d'état

[invite5e368713]

salut a tous

voila ma question: si je fournis Lv (chaleur latente de vaporisation) a une mole de liquide (de l'eau par exemple),dans les conditions adéquates, je la transforme en gaz

si je fournis Lv/2 a une mole de liquide dans les mêmes conditions, je transforme la moitié du liquide en gaz..facile

oui MAIS!

cela veut donc dire que tout se serait passé comme si une moitié du liquide avait recu la chaleur suffisante pour devenir un gaz et l'autre moitié n'aurait rien recu (en d'autres termes n'aurait pas senti cet apport d'énergie)

comment cela se peut-il??
les particules du liquide sont toutes indiscernables alors comment faire pour déterminer lesquelles vont
devenir gazeuses et lesquelles ne vont pas changer d'état???

merci d'avance!
-----

[invite19431173]

Pour moi, si tu fournis Lv/2, chaque molécule de gaz a reçu la moitié de l'énergie donc ton liquide ne bouge pas...

[invitea5b564f6]

Pour moi aussi, Lv est une qté de chaleur si tu la divises par 2 t'en auras deux fois moins d energie et donc le liquide reste du liquide c tout -_-

[invitecc43cae8]

Salut
Ton liquide n'est pas seulement liquide: il est aussi gazeux. A chaque instant liquide et gaz se trouvent en état d'équilibre, fonction de la température et de la pression. C'est la "pression de vapeur saturante" le concept clée (fais une recherche) pour répondre à ton problème.
A+
ventout

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

Pour comprendre il faut regarder ce qui se passe a l'échelle microscopique:

Quand tu apportes de la chaleur dQ a un liquide, certaines molécules en surface emporte cette énergie sous forme cinetique en laissant le reste a la même température T

Si tu es dans un volume infini petit a petit les molécules s'évaporent du liquide jusqu'a ce le liquide disparaisse.

Si tu es dans un volume fini, il y aura au bout d'un moment un équilibre entre liquide et vapeur, cad des molécules retournent a l'etat liquide: les 2 flux restant égaux.

[inviteb085c4fa]

j'ai étudier l ephénomène aujourd'hui en cours pour la première et je ne suis donc pas trop calé, mais je pense que l'énergie transmise est "diffusée" dans le liquide. Ainsi, pour une énergie lumineuse, les modécules en surfaces perçoivent une grande partie de l'énergie mais pas toute. Certaines s'évaporeront, d'autre pas. Lv correspond à la chaleur latente massique (exprimée en J.kg^-1) nécessaire à la vaporisation d'un kilo de ton liquide.

Donc, pour m kilogramme d'un liquide, il te faut m.Lv Joules de chaleur (ou d'énergie sous forme de chaleur ...) pour vaporiser tout ton liquide.

C'est ce qui explique lorsque tu chauffe de facon régulière de l'eau, il y a un palier au niveau de la vaporisation: l'énergie n'échauffe plus le liquide mais permet son changement d'état.

Voila j'espere avoir aider :s

bye

[invite5e368713]

merci pour vos réponses

d'abord benjy star et ooz je dirais que vous vous trompez sur ce coup-la:dans les bonnes conditions (en gros:quand on se place sur la courbe débullition), si par exemple j'augmente le volume de mon système (parois diathermanes) il va y avoir changement d'état et donc échange de chaleur (pas besoin de fournir exactement Lv pour observer un changement d'état)

Salut
Ton liquide n'est pas seulement liquide: il est aussi gazeux. A chaque instant liquide et gaz se trouvent en état d'équilibre, fonction de la température et de la pression. C'est la "pression de vapeur saturante" le concept clée (fais une recherche) pour répondre à ton problème.
A+
ventout

intéressante ta réponse ventoux merci!

maintenant prenons un problème légèrement différent: considérons un piston rempli de gaz à saturation
si je diminue le volume, du liquide va se former.....mais où????
dans quelle zone du système commence le phénomène de vaporisation???

...casse-tête


en plus, cette chaleur que doit libérer une particule qui se liquéfie, comment s'en débarrasse-t-elle? (par l'intermédiaire de chocs avec d'autres particules?)

boa la thermo c'est facile de loin mais quand on rentre dans le détail...

en espérant pas trop vous déranger avec mes questions bonsoir!

[lyapounov]

maintenant prenons un problème légèrement différent: considérons un piston rempli de gaz à saturation
si je diminue le volume, du liquide va se former.....mais où????
dans quelle zone du système commence le phénomène de vaporisation???

Tu es obligé de considerer to systeme homogene c'est à dire que la pression est egale "instantanément" à tout endroit (aproximation necessaire pour éviter l'introduction des equations de la relativite restreinte pour les grandes vitesses).
La pression est en thermodynamique statistique défini par la valeur moyenne du nombre de chocs des molécules sur la parois du systeme (Equations de Boltzman).
Si le volume diminue le nombre de chocs augmente donc la pression augmente uniformément.
Le liquide a donc statistiquement la meme probabilité de se former à tous les lieux du volume

[FC05]

Dans la réalité, le liquide se forme plus facilement sur du liquide déjà présent.

[mach3]

salut,

idéalement, les gouttes de liquides devraient apparaitre de façon homogène dans le volume de gaz, formant un brouillard : il s'agit d'une germination homogène. A mon avis cependant, toute impureté présente dans le gaz (poussières) ou toute aspérité sur le cylindre est fortement susceptible de provoquer une germination heterogene. Ces intrus abaissent la barrière de potentiel qui sépare l'état gazeux de l'état liquide, m'enfin c'est le cas pour les liquides qui cristallisent, je transpose donc un raisonnement sans réelles preuves... Si quelqu'un a de plus amples informations je suis preneur.

en tout cas il me semble que les fines goutelettes des nuages se forment sur des poussières contenues dans l'air, ce qui étaye mon hypothèse.

m@ch3

[invite5e368713]

après info les gouttes apparaissent en premier lieu sur les parois du système et plus particulièrement dans les défauts (imaginez une sorte de petite crevasse) de celle-ci:
c'est dû à ce bon vieux phénomène de nucléation (une goutte de liquide aura du mal à se former dans le gaz: ca coûte trop d'énergie de créer une nouvelle interface). L'énergie interfaciale liquide-paroi est en effet le plus souvent bien moins élevée que l'énergie interfaciale liquide-gaz.
Donc les premières gouttes vont se former là oû il y a le "plus de paroi" c'est à dire dans un petit défaut.

Une fois que l'interface liquide-gaz a été créée (la goutte qui touche la paroi est aussi en contact avec le gaz) le plus dur est fait: on a créé une interface liquide-gaz.
la goutte va donc descendre vers le fond du récipient (gravité oblige) et si on continue à comprimer le système, le gaz se transformant en liquide se trouvera tout près de l'interface (en gros on a juste une croissance de la phase liquide: le niveau de liquide monte, tout simplement

pour résumer on a au début du changement d'état formation des premières gouttelettes dans les défauts du récipients pour minimiser l'énergie interfaciale et ensuite une croissance de la phase liquide "normale": les particules gazeuses se trouvant près de l'interface gaz-liquide se transformant en liquide (on voit le niveau de liquide monter régulièrement)


bon je sais pas si j'ai été clair (un bon vieux tableau et une craie ca manque !! )

salut et merci pour vos réponses