Changements d'états/Vaporisation et condensation

Une page de Wikiversité.
Aller à : navigation, rechercher
Début de la boite de navigation du chapitre
Vaporisation et condensation
Icône de la faculté
Chapitre no3
Leçon : Changements d'états
Chap. préc. : Chaleur
Chap. suiv. : Fusion et solidification

Exercices :

Chaleur
fin de la boite de navigation du chapitre
Icon falscher Titel.svg
En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « Changements d'états : Vaporisation et condensation
Changements d'états/Vaporisation et condensation
 », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.

Vaporisation[modifier | modifier le wikitexte]

Rappel sur la vaporisation[modifier | modifier le wikitexte]

La vaporisation (appelée aussi ébullition), correspond au changement d'état liquide vers un état gazeux. Elle porte 3 noms, bien distincts, et qu'il faut surtout éviter de mélanger :


  • On l'appelle évaporation lorsque le phénomène est lent. Il ne concerne que la surface d'un liquide
Début de l'exemple
Fin de l'exemple



  • On l'appelle vaporisation lorsque le phénomène est rapide. C'est-à-dire avec une formation de bulles de vapeur au sein du liquide
Début de l'exemple
Fin de l'exemple



  • On l'appelle caléfaction lorsque le phénomène est brutal. Il y a formation d'un film de vapeur autour d'une gouttelette de liquide
Début de l'exemple
Fin de l'exemple


Chaleur latente de vaporisation[modifier | modifier le wikitexte]


Comment mesure t-on cette chaleur latente de vaporisation ? Pour bien comprendre la définition, on représente la courbe de la Température en fonction de la Chaleur :


Début d'un principe
Fin du principe



Chaleur totale[modifier | modifier le wikitexte]



Titre de la vapeur[modifier | modifier le wikitexte]



Remarque: Le rapport se calcule pour un kg de mélange eau + vapeur et varie de 0 à 1.

  • Pour X = 0, alors 0% de vapeur dans le mélange
  • Pour X = 1, alors 100% de vapeur dans le mélange


Début d'un principe
Fin du principe


Condensation[modifier | modifier le wikitexte]

Rappel sur la condensation[modifier | modifier le wikitexte]

La condensation dite liquide(appelée aussi liquéfaction), correspond au changement d'état d'un corps gazeux vers un corps liquide.

Elle est visible au quotidien ; les vitres de voiture, les verres de lunettes, les fenêtres embuées, ou encore les toiles d'araignées après que l'humidité de la nuit se soit condensée en gouttes d'eau sur les fils.

Chaleur latente de condensation[modifier | modifier le wikitexte]


La chaleur latente de condensation est basée sur les même principes que la chaleur latente de vaporisation. Sa seule différence est qu'elle cède de l'énergie pour passer de l'état gazeux à l'état liquide, contrairement à la chaleur latente de vaporisation qui demandait de l'énergie pour passer de l'état liquide à l'état gazeux.


Exemple d'utilisation de la chaleur latente[modifier | modifier le wikitexte]

Un véhicule spatial en orbite basse qui souhaite revenir sur terre possède une énergie totale considérable:

  • Il vole à environ 400 km d'altitude (énergie potentielle)
  • Et a une vitesse de 25 000 à 30 000 km/h (énergie cinétique)

Pour atterrir à vitesse raisonnable, le véhicule doit se débarrasser de son énergie. Lorsque le véhicule spatial entame sa descente, il rencontre l'atmosphère. Les frottements exercés par l'air vont le réchauffer, transformant son énergie totale (cinétique et potentielle) en énergie thermique. Mais ce transfert d'énergie est tellement important, que les parois extérieures vont dangereusement chauffer et que des matériaux très spéciaux doivent être choisis pour le protéger de l'échauffement.

L'une des solutions retenue est l'utilisation de matériaux dits ablatifs dont la chaleur latente de changement de phase est importante:

  • L'énergie thermique est principalement consommée par un changement de phase (en fait une sublimation)
  • La protection thermique se consume au fur et à mesure de la rentrée atmosphérique




Changements d'états
bouton image vers le chapitre précédent Chaleur