Pourquoi mon thé se refroidi à cause de l'évaporation?

[apap]

Bonjour,
Il me semble qu'on m'a appris que mon bol de thé se refroidi parce que l'eau s'évapore dans l'air, et que P x V / T = Cste.
On pourrait aussi préciser qu'il y a une histoire de pression partielle de la vapeur d'eau dans l'air.
Mais si je regarde les choses plus finement, en me mettant à l'échelle des molécules d'eau : ma molécule d'eau qui est sous forme liquide se décide à partir en voyage par la voix des airs. Je veux bien qu'elle soit forcée de réduire sa température car elle passe de la pression atmosphérique à la pression partielle. OK. Il faut peut etre aussi une autre loi pour dire que l'énergie est conservée afin d'obliger le terme T à baisser. Mais en quoi les molécules d'eau restant sagement dans mon bol devraient également voir leur température baisser grâce à l'évaporation ?
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[f6bes]

Bjr à toi,
Moi je verrais plus tot un ECHANGE calorifique entre ton eau chaude et l'air ambiant plus froid.
Tout cela cherche à s'égaliser en température.
Pas besoin que ta molécule d'eau décide de partir.

bonne journée

[invite417be55c]

Je dirai simplement que dans ton bol, il y a un mélange de particules plus rapides (plus chaudes) et moins rapides (plus froides), la moyenne de leur énergie donnant la température de ton bol.

Les particules les plus rapides s'échappent du liquide et partent loin, ce qui abaisse la moyenne de l'énergie cinétique des particules restantes, et donc de la température du bol.

Et dans un deuxième temps, quand moins de particules peuvent s'échapper, c'est bien l'échange d'énergie en interface qui va refroidir ton bol (interface = liquide-air ou liquide-bol).

[albanxiii]

Bonjour,

Mais si je regarde les choses plus finement, en me mettant à l'échelle des molécules d'eau : ma molécule d'eau qui est sous forme liquide se décide à partir en voyage par la voix des airs. Je veux bien qu'elle soit forcée de réduire sa température car elle passe de la pression atmosphérique à la pression partielle. OK.?

Non.
Elle emporte avec elle de l'énergie cinétique, qui vient de la masse de liquide qui reste dans votre tasse.

Si je résume : pression partielle d'eau inférieure à la tension de vapeur d'eau saturante = il y a évaporation.
Lors de l'évaporation, il faut fournir de l'énergie, la chaleur latente d'évaporation, que le liquide qui s'avapore puise dans le liquide qui reste dans la tasse.

C'est le même principe qui permet de refroidir la peau par évaporation de la sueur. Et c'est cette histoire de pression partielle qui fait qu'on a une sensation de fraicheur devant un ventilateur (quand l'atmosphère n'est pas trop humide).

[A voir en vidéo sur Futura]

[apap]

Je trouve la repose de bongo1981 intéressante : si les molécules qui s'échappent sont celles qui ont l'énergie cinétique la plus importante, alors celles qui restent ont une vitesse moyenne qui diminue. D'où la baisse de température.
Lorsqu'on est en présence d'huile chaude, il faut beaucoup plus de temps pour que cela refroidisse. Dans ce cas, l'échange d'énergie se fait seulement pas contact.
Ceci étant, ce n'est pas parce que cette explication me convient que cela décrit bien le phénomène. ...
Merci à chacun d'avoir proposé une explication .

[antek]

Lorsqu'on est en présence d'huile chaude, il faut beaucoup plus de temps pour que cela refroidisse. Dans ce cas, l'échange d'énergie se fait seulement pas contact.

Par conduction, convection, rayonnemen et aussi de l'évaporation.
Et la chaleur massique de l'huile est bien plus importante.

[invite76ef1318]

Et la chaleur massique de l'huile est bien plus importante.

Notez que de tête j'aurais dit l'inverse et même du simple au double.

[FC05]

Notez que de tête j'aurais dit l'inverse et même du simple au double.

J'avais la même chose en tête et après vérification c'est bien ça, environ 2000 J.kg^-1.K^-1 contre environ 4200 pour l'eau.

Pour l'explication, Albanxii donne une explication macroscopique (on va dire thermo classique) alors que celle de bongo1981 est microscopique (on va dire thermo stat) mais au final les deux se rejoignent.

[invitef29758b5]

Salut

Mais si je regarde les choses plus finement, en me mettant à l'échelle des molécules d'eau : ma molécule d'eau

Ce n' est pas le bon cadre pour voir ce qui se passe lors d' un changement de phase .

[antek]

Notez que de tête j'aurais dit l'inverse et même du simple au double.

De tête j'ai dit une connerie . . . et je n'ose plus parler de la conductivité thermique (rien trouvé pour l'huile).

Dans un bol elle devrait se refroidir plus vite donc.

[apap]

Ce qui m'intéresse, c'est d'avoir une explication au niveau microscopique. Et il me semble que bingo rn à donné une pertinente.
Quel cadre trouves tu pertinent ?

[RomVi]

Bonjour

De tête j'ai dit une connerie . . . et je n'ose plus parler de la conductivité thermique (rien trouvé pour l'huile).

Dans un bol elle devrait se refroidir plus vite donc.

Non, elle va se refroidir moins vite, car il n'y aura que très peu d'évaporation, et la viscosité étant bien plus grande le transfert convectif est fortement atténué.

[invite76ef1318]

Non, elle va se refroidir moins vite,

Ca par contre si ca vous amuse je peux essayer, j'ai des petites sondes thermométriques identiques (de l'eau et de l'huile ca doit bien traîner quelque part...)