Pourquoi la vapeur d'eau contenu dans l'air n'est pas liquide ?

[invite0248045a]

Bonjour,

Je me pose une question sûrement bête pour certains mais j'ai pas trouvé la réponse donc je me permet de vous demander.

L'eau se vaporise à 100°C à la pression atmosphèrique pourtant il y a de l'eau sous forme gazeuse et donc vaporisé, contenu dans l'air qui est à la température ambiante. Cette eau est donc à une température beaucoup plus basse que que le point de 100°C ou cela devrait seulement commencer à être possible.

Donc comment ce fait il que la vapeur d'eau contenu dans l'air puisse l'être, malgré que la température soit inférieure à 100°C ?
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[inviteff6b9d53]

Bonjour,
en effet, l'eau bout à 100°C. Il existe cependant pour tous les liquides une notion appelée "pression de vapeur saturante". Cette notion reflète le fait qu'à une température donnée, une substance en phase liquide est en équilibre avec cette même substance en phase gazeuse. Pour l'eau, la pression de vapeur saturante est de 23mbar à 20°C, soit environ 1/40e de la pression atmosphérique, ce qui explique que l'on retrouve de l'eau gazeuse dans l'atmosphère alors qu'on est loin de la température d'ébullition de l'eau.

[invite0248045a]

Alors pourquoi on trouve de l'eau à plus de 20°C à l'état liquide sur terre si la notion que tu décrit signifie qu'à notre pression atmosphérique l'eau change d'état à 20°C ?

[invite0248045a]

Je veux dire si l'eau bout à 100°C à la pression atmosphérique, pourquoi la notion précise qu'à partir de 20°C elle change aussi d'état si la pression atmosphérique était 40 fois inférieur vu que ce n'est jamais le cas, je veux dire on est toujours à la pression atmosphérique partout, et jamais 40 fois moins !

J'espère que tu m'as compris... Quel merci de l'aide en tout cas, et j'ai vraiment du mal à comprendre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

100°C c'est la température d'ébullition dans un système ne contenant que de l'eau pure sous la pression de 1bar... dès qu'il y a autre chose en plus (air, sel, sucre, n'importe quoi), ce n'est plus 100°C, c'est une plage de température plus ou moins large.

Je reprends un complète un ancien post de moi-même :

Toutes les substances ont a une température donnée une tension de vapeur, c'est à dire qu'à l'équilibre il y en a toujours une certaine quantité en phase gazeuse, que la substance soit liquide ou solide. Les substances émettent et reçoivent en permanence des molécules et l'équilibre est atteint quand il est reçu autant de molécules (d'un même type) qu'il n'en est émis.
Il y a donc, dans l'absolu, toujours une évaporation (si il s'agit d'un liquide) ou une sublimation (si il s'agit d'un solide) des corps condensés qui nous entourent, qui se poursuit jusqu'à l'équilibre, qui dans le cas d'un air sans arrêt renouvelé n'est jamais atteint.
Un exemple très courant est l'eau, qu'elle soit liquide ou sous forme de glace, elle passe lentement en phase gazeuse tant que l'air ambiant n'est pas saturé d'humidité (le linge sèche même si il fait moins de zéro, c'est simplement plus lent).
Dans certains cas, cette tension de vapeur est TRES négligeable à l'ambiante (notamment pour les très grosses molécules, la plupart des métaux, ou les composés ioniques, où on peut, à toute fins pratiques, considérer qu'elle est nulle), mais elle augmente toujours avec la température. Certains composés, qu'ils soient solides ou liquides, apparemment exempt d'évaporation à température ambiante, vont donc passer de plus en plus significativement en phase vapeur avec l'augmentation de température, et ce même en-dessous leur point de sublimation ou d'ébullition. Il suffit que la tension de vapeur atteigne quelques mbar pour que cela commence à être significatif. Quand la tension de vapeur dépasse la pression ambiante, c'est l'ébullition (ou la sublimation s'il s'agit d'un solide).
La tension de vapeur d'un composé donné dans un mélange dépend de la composition de ce mélange. Par exemple la tension de vapeur de l'eau peut-être augmenté si on la mélange à un solvant volatil, ou simplement si on y dissout des gaz, ou diminuée si on y dissout du sel.

m@ch3

[invite9a28e60a]

C'est une question d'équilibre entre deux phases (liquides et gazeux). Imagine toi dans une salle de bain clause, avec une baignoire rempli d'eau. Dans des conditions tel que la température est à 20°C et une pression de 1013 hPa, tu auras un certains équilibre entre l'eau sous forme liquide contenu dans ton bain et l'eau gazeux dans l'air. Plus tu vas chauffer l'eau de ton bain est plus cet équilibre ce décalera vers l'état gazeux. A 100°C, toute l'eau contenu dans ton bain sera sous forme gazeuse. Tu peux translater cet idée avec les océans/mers/lacs et l'air

[invite0248045a]

Salut D

Désolé de pas avoir pu répondre plus tôt…

J'ai vraiment essayé de comprendre, je pense n’être pas loin d'avoir compris mais à mon avis il me manque encore quelque chose, peut être au niveau de l'équilibre dont certains parlaient.......
Ou alors au niveau de la façons dont molécules s’équilibrent….
Ou peut-être aussi au niveau de la sublimation de la glace ^^.

J'aimerais arriver à me faire une image mentale d'un glaçon qui s'évapore sans se liquéfier (se sublime) car pour moi ce n’est pas logique, j'arrive pas à l'accepter comme image,
même si je sais que c'est vrai y a quelque chose qui me manque pour être convaincu que c'est logique...

Car Ohmaxwell dit que d'après une certaine notion de ‘’pression de vapeur saturante’’ que je ne remets absolument pas en cause, l'eau à 20°C lorsqu’elle est soumise à la pression atmosphérique divisé par 40,
se trouve à l’équilibre entre sa phase liquide et vapeur.
Mais qu’entend tu par équilibre ? Je pense que c’est ça qui m’échappe !
Ce que je sais c’est qu'il y existe une relation pression température, cette relation signifie que la température d'ébullition d’un liquide change de façon proportionnelle à la variation de pression au-dessus de ce liquide.

Donc plus la pression de l’air sur l'eau (dans une casserole par exemple) sera grande, plus la température d'ébullition augmentera.
C’est pour cela que cette température change si on était en montagne vu qu’on affaiblirait la pression sur l’eau par exemple.
Mais par contre je voie pas ce que tu entends par équilibre.

Je pense que on ne parle pas de la même chose, moi je parle d’une température d’ébullition liée à une pression, alors que toi tu parles d’équilibre.
Et c’est bien sa le problème, car avec seulement ma notion de comprise ce n’est pas logique étant donné qu’entre mes doigts qui écrivent se message et l’écran,
l’aire est bien soumis à la pression atmosphérique est non pas 40 fois moins et je sais qu’a cette pression l’eau n’est censé se trouver à l’état vapeur qu’à partir de 100°C…

J’aimerais beaucoup comprendre cette nuance, je pense que c’est ça la clef !!

Ensuite mach3 me précise que l'eau pur seul s'évapore à 100°C et que si on ajoute sel poivre ou n'importe quoi d'autre, la température d'ébullition change.
C'est bon pour ma culture merci mais sa m'avance pas plus malheureusement hahaha ; -)

Par contre j’ai beaucoup aimé la suite de ton message car tu détaille bien la chose, ça m’a aidé a trouvé logique la sublimation de la glace, car si j’ai bien compris,
le glaçon est lui aussi chargé d’humidité (peut-être n’est-il que ça, tout comme l’eau liquide et vapeur d’eau ?) et que même si l’air froid est plus avare a l’absorber il le feras jusqu’à être
saturé d’humidité et donc au fur et à mesure que l’humidité passe du glaçon a l’aire, le glaçon se ‘’sublime’’ si j’ai bien compris.

J’avais du mal à comprendre car pour moi l’humidité était seulement liquide ou gazeuse mais d’après ce que je pense avoir compris c’est aussi solide.

Enfin bref, fini le hors sujet, la seule partie que j’aimerais que tu puisse me préciser c’est la tension de vapeur qui s’applique à partir d’une certaine température pour une substance donné.

Car tu dis : ‘’Toutes les substances on a une température donnée une tension de vapeur’’ c'est à dire qu'à l'équilibre il y en a toujours une certaine quantité en phase gazeuse, que la substance soit liquide ou solide.’’

La suite je l’ai compris je pense, cela signifie qu’il y a toujours de l’humidité qui est capté par l’aire qui veux par nature se saturé d’humidité,
et qui s’il la capte sur du liquide comme les vêtements mouillés sur un sèche-linge pour reprendre ton exemple ou du solide comme un glacier au pôle nord,
créer une sublimation ou une évaporation par conséquent.
Ensuite l’air saturé d’humidité auras tendance à se liquéfié en fonction de la température, et ce cycle de transfert de molécule d’humidité infini définit cet équilibre qui n’est jamais atteint.

Mais par contre comme je t’ai dit c’est la notion de tension de vapeur que j’ai du mal si tu peux m’aider ce serais vraiment cool
Car j’ai l’impression que tu sous-entends que grâce à cette tension de vapeur il est possible d’avoir une évaporation sous le point d’ébullition.

Quand j’ai lu le message french2291 j’avais remarqué que sa insinuais la même chose, mais je n’arrive pas à la comprendre vu que j’ai jamais vu d’eau s’évaporer sous les 100°C…

A MOINS QUE TOUT N’EST QU’UNE D’EQUILLIBRE PAR RAPPORT AU TRANSFER D’HUMIDITE DE L’AIR SUR LES LIQUIDE ET SOLIDE !!!

Mais si c’est cela qu’elle est le rapport avec une température de tension de vapeur ??

WAAAAAAAAAAAW j’aurais jamais cru écrire autant mais franchement j’ai vraiment besoin d’avoir ses notions dans mon futur boulot sa devrais avoir une réelle importance…. Et puis c’est intéressant ^^

Un immense merci au courageux guerrier qui auront eu le cran de lire un pavé aussi énorme par esprit d’entraide, je vous admire !!!!

[jiherve]

Bonsoir,
il y a de l'eau à l’état liquide dans l’atmosphère et cela se nomme nuages.
JR

[invite0248045a]

Oui c'est vrai c'est d'ailleurs vraiment impressionnant quand on connais leur poids de se demander comment il tienne au dessus de nos têtes... La nature est incroyable, c'est merveilleux...

[invite9a28e60a]

Quand j’ai lu le message french2291 j’avais remarqué que sa insinuais la même chose, mais je n’arrive pas à la comprendre vu que j’ai jamais vu d’eau s’évaporer sous les 100°C…

A MOINS QUE TOUT N’EST QU’UNE D’EQUILLIBRE PAR RAPPORT AU TRANSFER D’HUMIDITE DE L’AIR SUR LES LIQUIDE ET SOLIDE !!!

Pour reprendre l'exemple de la baignoire et de la salle de bain, tu dis que tu n'as jamais vu d'eau s'évaporer sous les 100°C, n'as-tu jamais remarqué que quand tu prends un bain ou une douche bien chaude (autour de 30/40°C), ta salle de bain était saturé d'eau ? Tu peux remarquer aussi la condensation des gouttes d'eau sur la glace ou une vitre plus fraiche.

[invite0248045a]

Salut french2291 merci beaucoup pour ton aide !!

Oui c'est vrai d'ailleurs l'exemple de la vitre pleine de buée qui s'évapore ou le lige qui sèche prouve que l'eau c'est bien évaporer à une température inférieur à son point d'ébullition qui était de 100°C.


En faite c'est si je résume c'est comme s'il y avais 2 façons d'evaporer l'eau l'une en ajustant température, pression ou les deux.

Et l'autre simplement grâce à l'aire qui adorera l'humidité de cette eau ou de ce solide lors d'un contact, qui créera aussi une évaporation, sublimation, et ensuite l'aire se condenser à nouveau dans un cycle sans fin où l'équilibre n'est jamais atteint pour reprendre les mots de mach3.

Si c'est bien sa alors j'ai compris.

Par contre je suis pas certain d'être d'accord avec toi sur ton exemple de baignoire remplis d'eau car tu dit que l'équilibre liquide/vapeur d'eau va se décaler au fur et à mesure que je chauffe l'eau de la baignoire, et qu'à 100°C il n'y aurais plus de liquide dans la baignoire mais seulement de la vapeur.

Je pense plutôt que l'eau ne commencera à modifier cette équilibre liquide/vapeur que des lors que j'aurais atteint les 100°C et non au fur et à mesure.

Et qu'une fois le point d'ébullition atteint et que le changement d'état commence à peine à s'établir, je devrais continuer à chauffer jusqu'à que la baignoire se vide.
D'ailleurs je pense que sa pourrais prendre beaucoup de temps voir être impossible (à moins de renouveler l'air pour qu'il puisse continuer à absorber cette humidité, s'il était saturée) car si la salle de bain et vraiment hermétique se serais une vrais cocotte minute hahaha

[invite0248045a]

alors j'ai tout bon ??

[invite9a28e60a]

Par contre je suis pas certain d'être d'accord avec toi sur ton exemple de baignoire remplis d'eau car tu dit que l'équilibre liquide/vapeur d'eau va se décaler au fur et à mesure que je chauffe l'eau de la baignoire, et qu'à 100°C il n'y aurais plus de liquide dans la baignoire mais seulement de la vapeur.

Je pense plutôt que l'eau ne commencera à modifier cette équilibre liquide/vapeur que des lors que j'aurais atteint les 100°C et non au fur et à mesure.

Et qu'une fois le point d'ébullition atteint et que le changement d'état commence à peine à s'établir, je devrais continuer à chauffer jusqu'à que la baignoire se vide.
D'ailleurs je pense que sa pourrais prendre beaucoup de temps voir être impossible (à moins de renouveler l'air pour qu'il puisse continuer à absorber cette humidité, s'il était saturée) car si la salle de bain et vraiment hermétique se serais une vrais cocotte minute hahaha

Tu vois l'ensemble comme si il y avait deux états possibles seulement :

cas n°1 (<100°C) : tu as un équilibre C(liquide) <-> C(gazeux) constant

cas n°2 (> ou = 100°C) : modification de l'équilibre liquide/vapeur.

C'est faux.

La température est totalement lié à la pression de vapeur saturante de l'eau (https://fr.wikipedia.org/wiki/Pressi...nte_de_l%27eau). Tu as une formule dans ce lien wikipedia. Cette pression de vapeur saturante va varier en fonction de la température de ton milieux. Ton équilibre liquide/vapeur ne sera pas le même à 25°C qu'à 50°C qu'à 90°C.

Et l'air "n'adore pas l'eau". Tu pourrais être dans un milieux saturé en azote ou en argon ou n'importe quoi, tu observerais ce phénomène.

[invite9a28e60a]

Mes exemples de température 10/20/90°C ne sont pas correct, regarde ce schéma qui illustre bien le phénomène.

https://fr.wikiversity.org/wiki/Chan...ur_latente.png

[invite0248045a]

salut et encore merci de l'aide !

Alors d'abord excuse moi d'avoir mal écrit. Je voulais dire que l'air absorbe l'humidité et j'ai écrit adore, c'est pour sa que tu n'était pas daccord je pense.
J'ai essayée de le modifier mais c'était trop tard...

Ensuite tu dit que je me trompe avec l'exemple du schéma sur le lien, car tu crois je que vois l'ensemble comme si il y avait deux états possibles seulement, mais non, je ne dit pas cela.

Sur le schéma on vois très bien que l'on à les 2 simultanément, cela je ne le nie pas, au contraire.
Ce qui me pose problème c'est le fait que tu a dit que le changement d'état se faisait (dans l'exemple de la baignoire) a partir de 20°C alors que je pense qu'il commencerais a 100°C.

D’ailleurs dans le même schéma que tu me montre on voie bien que le changement d'état dépend d'une température donné, qu'il y as donc un point de départ que certains appelle le point d'ébullition, a partir duquel l'eau commence seulement a changer d'état, et pour l'eau il est a 100°C ! (dans l'exemple de notre baignoire.)

Voila pourquoi je ne comprenais pas pourquoi selon toi en chauffant la baignoire l'eau changeais d'état a partir de 20°C !

Et je n'ai toujours pas compris, je pense pas me tromper mais si c'est le cas dit le moi j'essayerais de comprendre...

Sinon le principale est compris non ?

Le pourquoi du comment a propos de l'eau liquide, c'est grâce à l’équilibre que cherche a atteindre l'aire en captant le plus possible d'humidité, c'est sa non ?

Amicalement Andykery

[invite9a28e60a]

Ce qui me pose problème c'est le fait que tu a dit que le changement d'état se faisait (dans l'exemple de la baignoire) a partir de 20°C alors que je pense qu'il commencerais a 100°C.

Donc tu penses qu'il y a un équilibre stable eau liquide eau gazeuz en dessous de 100°C, peu importe la température ? (j'ai dis 20°C aléatoirement). Tu peux faire une petite expérience à la maison si tu veux. Tu places deux casseroles recouverte en parallèle, une que tu laisses à 20/30°C par exemple pendant 1 heure, et l'autre à 70/80°C par exemple pendant 1h aussi. Et regarde si tu vois une différence : 1) du niveau de l'eau en phase liquide (pars du même volume donc). 2) de la concentration de condensation du plateau que tu auras posé pour rester dans un milieux hermétique. Surveille bien quand même pour ne pas faire de bétîse
Tu remarqueras aussi le phénomène quand tu enleveras les deux plateaux en même temps. Si tes dires sont justes, tu dois avoir le même dégagement de vapeur d'eau.

[Chalco]

Est-ce que je peux m'introduire dans cette discussion ? Andykery a du mal a concevoir la notion d'équilibre liquide vapeur. Faisons une expérience "de pensée" car un peu délicate à réaliser pratiquement. On prend un réfrigérateur propre (sans glace sur le freezer) et vide. On y introduit une coupelle pleine d'eau et on ferme la porte. Au bout d'un certain temps, on s'aperçoit que la coupelle est vide et qu'il y a de la glace sur le freezer. Là où c'est difficile à réaliser pratiquement, c'est de vérifier que la masse d'eau déposée sur le freezer est égale à la masse d'eau qui avait été mise dans la coupelle.
Comment l'eau a t-elle pu se déplacer ainsi ? Elle n'a pu se déplacer que par la voie atmosphérique. On explique cela en disant qu'il existe de l'eau dans l'atmosphère au dessus de la phase liquide, qu'elle est sous forme de vapeur et qu'elle a pu se déplacer de la partie chaude (quand elle était dans la coupelle) vers la partie froide (sur le freezer). (Je suppose ici qu'il n'y avait pas beaucoup dans la coupelle et qu'elle a pu s"évaporer avant qu'elle y ait gelé, sinon, il aurait fallu dire :" Au bout d'un certain temps, on constate qu'il y a de la glace sur le freezer, qu'il y a moins d'eau dans la coupelle et que la somme des masses d'eau dans sur le freezer et dans la coupelle est égale à la masse initiale d'eau".)
On explique cela ainsi : considérons de l'eau dans un récipient fermé à température constante. Du fait de l'agitation thermique les molécules d'eau bougent. Certaines molécules, proches de la surface quittent la phase liquide et se retrouvent dans l'atmosphère. De même, d'autres molécules, présentes dans l'atmosphère, vienne s'incorporer à la phase liquide. Comme on n'a jamais vu de récipient d'eau bien fermé se vider de l'eau qu'il contient, il faut bien admettre que la vitesse d'évaporation est égale à la vitesse de condensation. C'est pour cela qu'on parle d'équilibre.
Comme par ailleurs, la vitesse de déplacement des molécules dépend de la température (plus elle est élevée, plus elles se déplacent vite), on comprend que la pression de vapeur de l'eau augmente quand la température augmente.

On explique ainsi l'expérience du réfrigérateur : dans la coupelle, de l'eau du fait de l'agitation thermique passe dans la phase vapeur où elle se déplace. En arrivant sur le freezer, elle se condense. Du coup, le nombre de molécules par cm³ d'air au dessus de la coupelle diminue, il faut donc que d'autres molécules quittent l'eau pour compenser cette perte. Au total, de l'eau aura quitté la coupelle pour rejoindre le freezer.

Cela marche aussi avec de la glace : par temps de gel, il est possible de faire sécher son linge en plein air. Il suffit que l'air soit plus sec que la vapeur saturante à la surface du linge gelé. Le vent entraine la vapeur et de l'eau est obligée de s'évaporer à l'interface air atmosphère.

Il est très important de comprendre ces mécanismes d'équilibre, aussi bien en physique qu'en chimie.