Bonjour,
Je vais détailler une démo de la loi de Kelvin qui dit que la pression partielle de vapeur est inférieure à la pression de vapeur saturante à la surface du ménisque se formant dans un capillaire. J'aurais ensuite une question sur l'expression du potentiel chimique en un point du liquide.
La situation est celle-ci : une bassine d'eau dans laquelle on plonge un capillaire. Le liquide monte alors dans le capillaire d'une hauteur x = h par rapport à la surface d'eau dans la bassine à x = 0. La pression de l'air est notée p et la température est uniforme et égale à T.
La démo est la suivante :
Le potentiel chimique de l'eau au niveau de la surface en x = 0 est noté
Il s'agit du potentiel chimique à la pression p
Le potentiel chimique de l'eau en un point A situé juste en-dessous du ménisque mais assez loin pour que les gradients de pression n'y soient pas trop forts est :
oùest le volume molaire de l'eau
On considère que le potentiel chimique varie peu entre A et un point B de la surface du ménisque :
Puis on écrit l'équilibre avec la vapeur au niveau du ménisque :
sachant que(
est la pression partielle de l'eau dans l'air)
et que
On a donc :
Enfin, la loi de Laplace donne :
où R est le rayon de courbure du ménisque
D'où la pression partielle d'eau...
Dans cette démo j'aimerais savoir pourquoi on calcule le potentiel chimique dans le liquide au point A et non au point B.
Il y a bien égalité car il n'y a pas de diffusion entre A et B... Est-ce que l'expression du potentiel chimique peut dépendre d'un éventuel gradient de pression au point B ?
De plus, il y a une différence entre le potentiel chimique en x = 0 et au point A. Pourtant il n'y a pas de diffusion entre ces deux points... ceci doit être un effet de la gravité (différence de pression entre ces deux points de) qui doit compenser la variation de potentiel chimique. Le potentiel chimique dépend aussi de z ?
Merci d'avance pour vos lumières !
A+
JL
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