Évaporation

L'évaporation^[1] est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Ce phénomène est donc une vaporisation progressive qui a pour effet d'absorber des calories et donc de réduire la température de l’environnement.

Description

Lorsqu'il existe un volume libre au-dessus d'un liquide, une fraction des molécules composant le liquide est sous forme gazeuse. À l'équilibre, la quantité de matière sous forme gazeuse définit la pression de vapeur saturante dans le cas d'un liquide (solvant) pur, et qui dépend de la température. Cette pression peut être partielle ou totale.

Lorsque la pression partielle de la vapeur dans le gaz est inférieure à la pression de vapeur saturante et que celle-ci est elle-même inférieure à la pression totale ambiante, une partie des molécules passent de la phase liquide à la phase gazeuse : c'est l'évaporation, qui demande de fournir la chaleur latente correspondante, ce qui refroidit le liquide.

On parle de déplacement vers l'équilibre, l'équilibre étant caractérisé par l'égalité simultanée de la pression partielle et de la pression de vapeur saturante du liquide d'une part, et des températures d'autre part (à l'équilibre, les bilans des flux de chaleur et de matière sont nuls, les masses et les températures sont constantes).

Lorsque le solvant n'est pas pur, les liaisons entre solvant et soluté diminuent la pression de vapeur en équilibre avec la phase condensée ou adsorbée, l'équilibre étant toujours défini par un flux nul (chaleur et matière) : dit autrement, à une température donnée, la pression de vapeur en équilibre n'est plus forcément saturante dans ce cas. On parle alors d'une diminution d'activité du solvant.

Caractéristiques

Différences entre évaporation et ébullition

L'évaporation est différente de l'ébullition qui est une transition rapide. C'est un changement d'état appelé vaporisation.

Contrairement à l'ébullition qui est un phénomène volumique (les bulles naissent dans le liquide), l'évaporation est un phénomène surfacique (les molécules à la surface passent d'un état à l'autre).

Facteurs favorisant l'évaporation

Les facteurs favorisant l'évaporation sont:

• la surface exposée (étendre le linge favorise l'évaporation)
• le type de matériau imprégné (laine, coton, nylon...)
• le vent
• un apport de chaleur tel que le soleil favorise le séchage par évaporation, car celle-ci, est endothermique, c'est-à-dire qu'elle demande de la chaleur à l'environnement.

Par contre, plus le taux d'humidité dans l'air est élevé moins l'évaporation est importante.

Importance de l'évaporation

L'évaporation est un phénomène indispensable dans le cycle de la vie. Le cycle de l'eau (eau liquide devient nuage, puis retombe en pluie ou neige) nécessite cette étape.

L'évaporation demande une quantité d'énergie en général non négligeable (la chaleur latente de vaporisation), ce qui permet par exemple la régulation de température chez les homéothermes par transpiration et évaporation de la sueur, ou encore le rafraîchissement d'une cruche en terre, ou de l'air par nébulisation (aérosol d'eau). L’évaporation d'un litre de sueur retire 580 kilocalories^[2].

L'évaporation dans le cas de l'eau

Chez les plantes, l'évaporation est essentielle pour le transport des nutriments. En effet, grâce aux liaisons hydrogène, les molécules d'eau fonctionnent comme une chaine, se "tirant" les unes les autres. Ainsi, l'eau qui est puisée dans les racines de la plante est transportée jusqu'aux feuilles grâce à la propriété de la cohésion de l'eau et des cellules conductrices du végétal.

Notes et références

Annexes

Articles connexes

• Portail de la physique
• Portail de la chimie
• Portail de l’eau
• Portail de la météorologie