Thermodynamique évaporation

[rikske]

J'ai besoin d'un petit (?) coup de main.
Imaginons que je veuille évaporer (et condenser de l'eau).
Je dispose d'une source de chaleur (mettons une résistance de 500 W)

Dans un volume fermé (disons un cube isolé de 50 cm de côté, je mets la résistance dans un bassin d'eau d'un volume constant (disons 20 litres - un seau)), que j'alimente par de l'eau froide (disons 20°) de manière à ce que le niveau d'eau reste constant. La surface supérieure du cube reste à température constante (disons 20°) et sert de condenseur. Mon système (fermé) va se stabiliser à une certaine température et l'évaporation/condensation sera constante.

Imaginons maintenant que je prenne un bassin à volume constant beaucoup plus petit (disons 20 cL (un verre). Je peux arriver (avec mes 500 W) à ce que le volume d'eau soit de manière permanente à 100°, en ébullition.

Question: est-ce que la production de vapeur et la condensation est identique dans les deux cas ?
Si oui (ou non, d'ailleurs), pourquoi ?


Merci pour votre aide !
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[mbochud]

Bonjour,

Désolé, mais je ne suis pas sur de très bien comprendre la situation. Peut-être qu’un dessin aiderait à préciser le problème.

[rikske]

Désolé pour le manque de clarté.

Dans le premier cas, le volume à évaporer est grand et (! je suppose...) que sa température se stabilise, par exemple, à 50°
En fait, c'est plutôt la "surface" d'évaporation qui est grande.

La seule différence c'est que le deuxième cas a un volume d'eau à évaporer en contact avec la résistance toujours suffisamment faible pour qu'elle reste à 100 degrés de manière permanente. Donc je réduis sa surface d'évaporation ... ce qui (je suppose...!) devrait augmenter la température de l'eau, jusqu'à ce qu'elle atteigne 100°

La boite est évidemment parfaitement calorifugée et sa surface supérieure est la seule qui condense l'eau évaporée et évacue les calories en refroidissant la surface (par exemple, par un courant d'eau à 20°)
Il est évident que dans les deux cas, le volume du condensat est égal au volume à amener vers le bac d'évaporation.

Les vraies questions sont (à puissance de chauffe constante):
a) puis-je faire monter la température de l'eau du bac d'évaporation en diminuant la surface d'évaporation
b) si j'arrive à faire monter la température à 100°, est-ce que j'obtiens un meilleur rendement ( ?? car j'ai augmenté Delta T: différence entre source chaude et source froide) donc plus de distillat.

Grand merci....

[mbochud]

Bonjour,

« puis-je faire monter la température de l'eau du bac d'évaporation en diminuant la surface d'évaporation »
Oui.

b) « si j'arrive à faire monter la température à 100°, est-ce que j'obtiens un meilleur rendement ( ?? car j'ai augmenté Delta T: différence entre source chaude et source froide) donc plus de distillat. »
Non , c’est uniquement la puissance (500W) qui détermine la quantité de distillat .La chaleur latente d’évaporation (enthalpie d’évaporation) est presque la même à 20 ou100 degré.

enthalpie d’évaporation eau :2256kJ/Kg

En pratique les condenseurs peuvent êtres beaucoup plus petits si les réservoirs ne contiennent pas d’air mais que de la vapeur d’eau. Les molécules d’air freinent le transfert.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebcdebd26]

quelle la température d'évaporation de l'eau sous une pression de 70 bars

[inviteca2b7c97]

Bonjour,
vu que je n'arrive pas a créé un nouveau topic je vais poser ma question ici. Ma question a rapport avec la production de froid. Quand on produit du froid on produit aussi de la chaleur avec les condenseurs. J'aimerais récuperé cette chaleur pour chauffer un batiment mais j'ai un petit problème au niveau de mes calculs.Par exemple si mon condenseur rejetent 10kW pour une température de condensation de 20°C et 10kW pour une température de condensation de 35°C, est ce que les deux vont chauffer de la meme maniere ma pièce.
Cordialement,
Audricb