Evaporation - liquéfaction - condensation - vapeur en équilibre

[ehelp]

Bonjour,

Pour parler du changement d’état liquide vers gaz, on parle d’évaporation ou de vaporisation ?

<b>liquéfaction</b>
Pour parler du changement d’état gaz vers liquide, on parle de liquéfaction ou de condensation ?

<b>condensation</b>
Concernant la condensation présente à l’intérieur d’une paroi à cause de la vapeur d’eau qui migre depuis l’intérieur de la pièce vers l’extérieur au travers de la paroi.

1- Pourquoi la pression partielle de vapeur d’eau est supérieure à la pression présente dans la pièce ?

<b>vapeur en équilibre</b>

1- Qu’appelle-t-on la vapeur en équilibre avec un liquide à une température donnée, est appelée vapeur saturante ?

Merci.
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[Arturus]

Bonjour,

Bonjour,
Pour parler du changement d’état liquide vers gaz, on parle d’évaporation ou de vaporisation ?

De manière générale, vaporisation= passage de liquide --> gaz.

Ensuite, il faut distinguer deux types de vaporisation: évaporation et ébullition.

L'évaporation a lieu à la surface de séparation liquide-gaz. Elle se produit lorsque la pression de la vapeur P(H2O) est inférieure à la pression de vapeur saturante Psat. En fait, il s'agit d'un "retour" à l'équilibre (vers la situation P(H2O)=Psat).
Si P(H2O) ne peut pas atteindre Psat, alors toute l'eau s'évapore...ce qui est tant mieux pour notre linge et nos carreaux après un coup serpillière.

L'ébullition se produit lorsque P(H2O)=Psat. Dans ce cas, la vaporisation a lieu à l'intérieur du liquide (près de la source d'énergie thermique, en fait).
Psat augmente avec la température du liquide. D'environ 20hPa à 20°C, Psat atteint 1013 hPa à 100°C...soit la valeur de la pression atmosphérique normale. Comme p(H2O) est une pression partielle, on a toujours : p(H2O)<Patm. Conséquence: l'eau liquide à 100°C ne peut jamais atteindre l'équilibre avec la vapeur et il y a ébullition.

[Arturus]

Pour parler du changement d’état gaz vers liquide, on parle de liquéfaction ou de condensation ?

En fait, on peut parler de condensation dans deux cas: gaz--> liquide ou gaz--> solide. Pour éviter les confusions, on précise alors en disant, respectivement, condensation à l'état liquide ou à l'état solide.
Actuellement, on évite de tout mêler en disant :
passage gaz --> liquide = liquéfaction Typiquement, c'est l'apparition de la rosée sur les plantes ou de gouttelettes sur l'intérieur des fenêtres, en hiver.
passage gaz --> solide = condensation (mais, dans ce dernier cas, on se sent un peu obligé de rajouter "à l'état solide", tant le terme de condensation est assimilé à l'apparition de gouttelettes sur nos vitres et miroirs...). La condensation a lieu à l'intérieur du congélateur... ce qui nous oblige à le dégivrer régulièrement.

[Arturus]

Concernant la condensation présente à l’intérieur d’une paroi à cause de la vapeur d’eau qui migre depuis l’intérieur de la pièce vers l’extérieur au travers de la paroi.

Là, je ne comprends pas ta question. Tu parles d'eau qui aurait pu passer à l'intérieur d'un double vitrage, par exemple (ça ne me dit rien, mais sait-on jamais)?
Car, de manière générale, la condensation dont tu parles (qui est une liquéfaction, donc) ne fait pas intervenir une migration en passant à travers une paroi.

Prenons un exemple de la vie courante. On fait chauffer un grand volume d'eau dans une casserole, dans une cuisine fermée et sans aération.
Une fois l'ébullition atteinte, l'eau dans la casserole passe continuellement à l'état de gaz (la vapeur, invisible). Donc, la pièce s'enrichit peu à peu en vapeur, ce qui fait augmenter p(H2O).
Mais, comme la pièce est fermée, cette vapeur est prisonnière : P(H2O) finit par atteindre Psat. A ce moment l'équilibre est atteint et il commence à se former des gouttes, en particulier sur les zones les plus froides de la pièce, à savoir le plus souvent, les fenêtres. Donc, tant que de la vapeur continue à se former depuis la casserole ou que la cuisine n'est pas aérée, l'eau de la casserole est progressivement transférée vers les fenêtres, les murs, etc.
Voilà, en gros, la raison de la condensation (liquéfaction) sur les vitres.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Arturus]

Pourquoi la pression partielle de vapeur d’eau est supérieure à la pression présente dans la pièce ?

Cela, c'est tout simplement impossible.Cela revient à dire que tu peux boire un verre de menthe à l'eau où le volume de menthe versé serait supérieur à celui de la menthe à l'eau. Absurde, non?
C'est pareil pour la pression partielle.
Le terme "partielle" provient du fait que l'air est un mélange et donc, à ce titre, tous les gaz qui le constituent (diazote et dioxygène en tête, bien sûr) apportent leurs contributions à la pression totale, appelée le plus souvent pression atmosphérique Patm.
Alors : Patm= P(N2)+P(O2)+P(Ar)+P(CO2)+...P( H2O) et on a nécessairement P(H2O)<Patm

[Arturus]

1- Qu’appelle-t-on la vapeur en équilibre avec un liquide à une température donnée, est appelée vapeur saturante ?

J'essaye de répondre, en devinant ce que tu demandes...
La vapeur saturante correspond à la situation où l'air ne peut pas contenir davantage de vapeur d'eau que ce qu'elle en contient déjà. Elle n'en peut plus de toute cette vapeur, bref elle est saturée.
Lorsque cette situation p(H2O)=Psat est atteinte (voir l'exemple de la casserole d'eau bouillante, précédemment), toute tentative de "rajoût" de vapeur d'eau dans l'air se traduit par la liquéfaction de cette vapeur (ou, du moins, de la même masse de vapeur) : des gouttelettes se forment. Il y a alors équilibre entre la vapeur et le liquide.

Une chose importante pour comprendre cette notion d'équilibre est l'aspect dynamique de ce phénomène. Cet équilibre n'est pas quelque chose de statique, en tout cas pas à l'échelle des molécules. Voyons pourquoi.
Avec ou sans équilibre, la situation est la suivante: en permanence, des molécules quittent le liquide pour enrichir la vapeur et, en même temps, des molécules quittent la vapeur pour enrichir le liquide. On distingue alors trois situations :

• Lors d'une vaporisation, il y a beaucoup plus de molécules qui vont du liquide vers la vapeur que l'inverse.
• Lors d'une liquéfaction, , il y a beaucoup plus de molécules qui vont de la vapeur vers le liquide que l'inverse.
• A l'équilibre, il y a autant de molécules qui vont du liquide vers la vapeur que l'inverse.

Pour prendre une image (certes, imparfaite, mais je n'ai pas trouvé mieux, au moment où j'écris), on retrouve l'idée d'équilibre dynamique dans le cas d'un hall de gare, en heure de pointe.
Il y a en permanence des gens qui rentrent ou qui sortent (par le train, le bus ou tout autre moyen), mais globalement le nombre de personne reste le même (sur une durée raisonnablement courte).


Pour finir, ce serait bien que tu veilles à ce que tes questions aient un sens. Si tu veux qu'on te répondes "sans tomber à côté", ce serait mieux de t'appliquer à faire des phrases convenables. Merci d'avance.

[mohai6]

Bonjour, je comprends mal tes questions, tu peut être plus précis ?

je te donne quelque formule qui t'aiderons probablement

P Pression= 101325 – 12Z+5,2.10^-4.Z² / P ou patm= pression atmosphérique pa

PVS = 288,68(1,098+θ/100)^8,02 / PVS=pression de vapeur saturante en pa

Θr =[(Pv/288,68)^1/8,02-1,098]*100 / Θr = point de rosée

Ca : 1,006=Chaleur spécifique de l’air sec en KJ/KG.K
Lve : 2501 KJ/KGe = chaleur latente de vaporisation de l’eau
Cve : 1,83KJ/KG.K = chaleur spécifique de la vapeur d’eau

Voila j'espère que ça pourra te servir
je vais te donner un exemple pour t'aider :

les grandeurs caractéristiques d’un air a T = 27c et φ = 60% à 0m d’altitude.
Donc Pvs , PV, x, h , v , θr :

A 0m d’haltitude soit 101325 pa

Pvs : 288,68(1,098+27/100)^8,02 = 3563 pa

Pv : pv=pvs.φ = 3563*0,60 = 2137,8 pa ( pression de vapeur contenue dans l'air avec une humidité de 60% )

X : 0,622 * 2137/101325-2137 = 0,0134 kge/kgas ( kg d'eau par kg d'air sec )

H : 1,006*θ+x(2501+1,83θ) = 60,3KJ/KGAS ( enthalpie)

V : 461,7(0,622+0,0134)*(27+273)/101325 = 0,86 M 3/KGAS volume spécifique

Θr : ((2137/288,68)^(1/8,02°-1,098)*100 = 18,55 degrés Celsius ( température de rosée )