Questions sur les changements d'états/de phase

[invitef1754d56]

Bonjour alors voila suite a mon cours de changements de phase d'un corps pur, mon professeur a donner un tt chti exercice pour vite fais assimiler un peu le cours. Mais cette exercice m'a fait emmetre des questions auquels j'aimerais avoir vos avis.

Alors je vous presente l'énoncé de lexercice pour que vous me suiviez dans ma demarche :

Alors on introduit 4 g d'eau (correspond apres calcul 0.22 mol) dans un recipient fermé de volume 10 L maintenu a 80°(353.15 K) P*(80°) = 0.466x 10 ^5 Pa

Quelle est la P regnant dans le recipient si il est initialement vide ?
Quelle masse d'eau s'evapore ?

Alors j'ai fait le calcul en considerant comme si toute l'eau était sous forme de gaz, je trouve P=0.65 bar > P*..donc j'ai dit queça ne pouvait pas etre sous forme de gaz et donc que vu que l'on avait que du vide, on ne pouvait avoir un equilibre entre une phase gazeuze et liquide mais alors je vois pas trop l'interet de la question et donc que l'on avait à cette temperature 100% d'eau liquide...Où est mon erreur ? Et si javais trouver P<P* j'aurais pus dire qu'on avait 100% de gaz ?

(Pour raisonner bien sur on utilise le diagramme (P,T).

Merci de m'aider.
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[zoup1]

Tu n'envisages que 2 possibilités...
- toute l'eau est sous forme gazeuse
- toute l'eau est sous forme liquide
Il y en a une autre...


Si on a que de l'eau liquide, quel volume dans le récipient cette eau occuperait elle ? le reste du volume serait occupé par quoi ?

[invitef1754d56]

Je sais que l'ideal serait un melange d'eau et de vapeur mais pourtant vu qu'il y a du vide il ne peut avoir cet etat d'equilibre non ?..donc vu que l'on est dans le domaine de l'eau alors je vois pourquoi il y aurait du gaz...peut etre qu'il ne faut pas raisonner commme ça mais j'arrive pas à savoir...
Et ici l'eau occuperait 4ml et le reste serait du vide...non ?

[zoup1]

Je comprends pas très bien la phrase que tu écris,
Dans le vide la pression est nulle. Donc pour avoir un équilibre, il faut que la pression dans le liquide soit également nulle.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef1754d56]

Cela veut dire que l'on est obligé d'avoir de la vapeur ?? mais comment savoir quelle quantité ? est ce que l'on suppose que la vapeur est a la pression P*(et donc une certaine quantité n est sous forme de vapeur) et ce qui reste serait de l'eau ??

[zoup1]

C'est exactement cela, cette pression P* c'est la pression à laquelle se trouve le mélange des 2 phases lorsqu'elles sont à l'équilibre... En écrivant cet équilibre ainsi que la loi des gaz parfait pour la vapeur, tu vas pouvoir déterminer la proportion de gaz...

[invitef1754d56]

Donc on est toujours en equilibre ? A n'importe quel moment on veut atteindre P* si on le peut et donc si on a assez de quantité de matiere on dit que le gaz est toujours a P* et le reste c'est de l'eau? Mais quand est ce que l'on a que de l'eau alors par ex ?

[zoup1]

Non, on est pas toujours à l'équilibre... atteindre l'équilibre prend même du temps généralement. Mais l'exercice que tu regardes ne s'interesse qu'à de la thermodynamique à l'équilibre (même si ce n'est pas écrit explicitement) C'est à dire une situation pour laquelle le système n'évolue plus lorsque que les conditions sont fixées.

Pour n'avoir que de l'eau "liquide" dans un récipient fermé, il faut en pratique qu'on y introduise exactement le bon volume d'eau liquide... L'eau liquide étant quasiment incompressible, elle n'a pas la possibilité d'occuper l'espace mis a sa disposition.
Si on met un volume d'eau liquide plus petit que le volume du récipient, l'eau liquide va alors en partie s'évaporer et c'est de l'eau sous forme vapeur qui va occuper le reste du volume.

[invitef1754d56]

D'accord, merci beaucoup.