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Pression de Vapeur - Evaporation - Ebullition - Condensation


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Posté(e)
La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

Dans le cadre d'un vaste projet pédagogique dans lequel je me suis lancé il y a quelques mois, je suis amené à réaliser quelques schémas.

 

Il y en a un qui a été un peu difficile à réaliser, celui concernant la pression de vapeur car il fait intervenir de nombreux paramètres plus ou moins complexes à représenter schématiquement. Je dois en être à ma 5ème version actuellement, mais je pense que j'arrive maintenant à quelque-chose de final.

 

pression_vapeur3.jpg

 

Il fait suite à un autre schéma (qu'il faut que je peaufine encore un peu esthétiquement, les molécules H2O par exemple n'ont pas l'angle de 105° requis) :ebullition_evaporation2.jpg

 

J'ai pas mal hésité sur la façon de représenter les choses et j'espère que ce n'est pas trop compliqué à comprendre et surtout que je n'ai pas fait d'erreurs de raisonnements. Si quelqu'un de suffisamment calé voulait éventuellement vérifier que tout est correct, que le tout reste compréhensible (c'est le but), ça m'enlèverait une épine dans le pied.

 

Cordialement

 

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Posté(e)
La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

Bon je me doutais que ça ne susciterais pas beaucoup de commentaires. Tant pis. Je ne pense pas de toute façon avoir fait d'erreurs. Au pire quelques petites simplifications graphiques sont possibles.

 

Je vais profiter de ce sujet pour aborder autre chose dans le même thème. En fait même chose, je voudrais savoir si mon raisonnement est bon. Sans graphique cette fois.

 

______________________

Lorsqu'un air est saturé de vapeur d'eau (humidité relative = 100%) au-dessus d'un récipient d'eau cette fois-ci en milieu ouvert.

Il y a équilibre entre le taux d'évaporation et le taux de condensation (pression partielle vapeur = pression partielle vapeur saturante = tension de vapeur saturante du liquide).

- Si je fait baisser la température de l'air, il y a sursaturation de l'air, donc condensation
- Si je fais augmenter la température de l'air, il y a sous-saturation de l'air, donc évaporation

Jusque là pas de soucis.

Maintenant je veux que quoi qu'il arrive on fait en sorte que le taux d’humidité relative dans l'air reste à 100%, un peu comme si mon petit récipient d'eau ouvert se trouvait en extérieur au sein de conditions météorologique sur l'ensemble de la région avec 100% d'humidité. Je ne fais plus varier la température de l'air, mais celle de mon récipient d'eau.

Pour moi c'est là que ça se complique dans ma compréhension. On trouve de nombreuses sources quand on fait changer la température de l'air et rien quand c'est la température de l'eau.

- Si je fais baisser la température de l'eau, la tension de vapeur saturante de mon eau devient plus faible que la pression de vapeur saturante de l'air, donc il y a condensation vers mon récipient. Y'a t"il asséchement de la masse d'air du coup ? Comment interpréter ça. Il y a équilibre avec une déshumidification de l'air au-dessus du récipient d'eau par condensation ?


- Si je fais augmenter la température de l'eau, c'est le contraire, donc il devrait y avoir évaporation. Sauf que mon humidité relative de 100% empêche l'air de recevoir plus de vapeur, il y a sursaturation, donc condensation de tout ce surplus d'évaporation. Peut-on dire qu'il y a équilibre, mais avec une recondensation dans l'air ? C'est le principe du brouillard d'évaporation je crois bien d'ailleurs.

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Salut! :) 

 

J'ai regardé en diagonale mais ça m'a l'air d'être très correct. Toutefois, quelques petites améliorations permettrait d'améliorer la visibilité:

- il manque une légende pour PVP0 et PVP1 (1ère image).

- pour le cas de la vaporisation, les molécules d'eau sous l'état liquide vont dans tous les sens et ne vont pas tous vers le haut. Leur mouvement est brownien comme pour le gaz (2ème image).

- pour PR sur les schémas avec PVP1 (1ère image), il faudrait ajouter une flèche vers la grosse flèche car on croit sur le schéma que PR est égale à 2*PVP1.

- PA n'est pas défini dans la 1ère image.

- La flèche verte est troublante car on croit que PA ou PR est une pression en plus de PVP0 et PPAS (1ère image).

 

Pour le reste, ça m'a l'air d'être excellent et je ne crois pas avoir vu de tel schéma en français aussi complet. Bon boulot! ^_^

 

 

Modifié par Invité
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Posté(e)
La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

Merci météo-Oise.

 

En effet il n'existe pas à ma connaissance de schéma aussi complet (même en anglais), raison pour laquelle je l'ai construit et que j'y ai passé autant de temps (plusieurs 10aine d 'heures probablement).

 

Citation

- il manque une légende pour PVP0 et PVP1 (1ère image).

 

C'est juste une décomposition de PVP, PVP0 faisant parti de la PVP à l'état initial (dans PA) et PVP1 celle qui est nouvelle (dans PR). J'ai hésité dans la façon de représenter ça graphiquement. On aurait ainsi pu faire qu'une seule fléche de plusieurs couleurs, mais je trouvais que ça ne mettait pas bien en évidence la Pression de vapeur nouvelle (PVP1), alors que c'est le sujet principal de ce graphique. Je peux mettre un petit commentaire ceci dit dans un coin pour mieux définir pvp0 et pvp1.

 

Citation

- pour le cas de la vaporisation, les molécules d'eau sous l'état liquide vont dans tous les sens et ne vont pas tous vers le haut. Leur mouvement est brownien comme pour le gaz (2ème image).

 

En fait c'était pour signifier que la vapeur s'échappe du liquide en profondeur lors de l'ébullition (contrairement à l'évaporation qui s'échappe en surface). Peut être qu'en mettant seulement la moitié avec des flèches ça sera plus clair.

 

Citation

- pour PR sur les schémas avec PVP1 (1ère image), il faudrait ajouter une flèche vers la grosse flèche car on croit sur le schéma que PR est égale à 2*PVP1.

 

Effectivement.

 

Citation

- PA n'est pas défini dans la 1ère image.

 

Ha bon ? C'est le premier à être défini dans la légende pourtant. T'es sûr ?

 

Citation

- La flèche verte est troublante car on croit que PA ou PR est une pression en plus de PVP0 et PPAS (1ère image).

 

PA = PPAS + PVP0

 

Comment représenter ça différemment ?

 

Merci en tout cas pour ce retour.

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il y a 40 minutes, Damien49 a dit :

Merci météo-Oise.

 

En effet il n'existe pas à ma connaissance de schéma aussi complet (même en anglais), raison pour laquelle je l'ai construit et que j'y ai passé autant de temps (plusieurs 10aine d 'heures probablement).

Je t'en prie ;) Sacré boulot en tout cas! 

 

Citation

C'est juste une décomposition de PVP, PVP0 faisant parti de la PVP à l'état initial (dans PA) et PVP1 celle qui est nouvelle (dans PR). J'ai hésité dans la façon de représenter ça graphiquement. On aurait ainsi pu faire qu'une seule fléche de plusieurs couleurs, mais je trouvais que ça ne mettait pas bien en évidence la Pression de vapeur nouvelle (PVP1), alors que c'est le sujet principal de ce graphique. Je peux mettre un petit commentaire ceci dit dans un coin pour mieux définir pvp0 et pvp1.

Oui, le fait de séparer les flèches permet de mieux mettre en évidence l'importance de PVP1. La lecture du schéma est moins lourde grâce à ça. Ce serait une bonne idée d'expliquer cette différence car on peut avoir plusieurs interprétations sur ces 2 variables PVP0 et PVP1.

 

Citation

En fait c'était pour signifier que la vapeur s'échappe du liquide en profondeur lors de l'ébullition (contrairement à l'évaporation qui s'échappe en surface). Peut être qu'en mettant seulement la moitié avec des flèches ça sera plus clair.

Ah je vois! Peut-être qu'en mettant les flèches seulement sur les bulles d'air sortant du liquide... A toi de voir ;) 

 

Citation

Ha bon ? C'est le premier à être défini dans la légende pourtant. T'es sûr ?

Je me suis mal exprimé, désolé^^ Je voulais dire que la formule de PA n'était pas mentionnée sur la première image.

 

Citation

PA = PPAS + PVP0

 

Comment représenter ça différemment ?

Je viens de voir que tu as fait le contour en vert pour la grosse flèche. Il faudrait que le contour soit plus épais pour qu'on voit bien que PPAS et PVP0 sont les composantes de PA.

 

Voilà ;) 

 

Sinon, concernant les questions que tu t'es posé lors de ton second message, hélas, je ne peux te répondre car mes connaissances ne sont pas encore poussés. Je n'ai pas encore étudié les notions d'humidité, de condensation et de saturation à l'université (bien que ces notions me soient familières).

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Posté(e)
La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

Ok je vais voir à modifier certaines choses.

 

Sinon une autre manière de représenter la grosse flèche de PR c'est ainsi :

 

Mais vu la taille du schéma, vu de loin ça devient illisible, c'est le problème.

pression-vapeur.jpg

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Posté(e)
La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

Concernant mes interrogations avec une humidité relative à 100%, ce qui me gène seulement c'est de pas avoir réussi à trouver de sources pour confirmer, mais par déduction je suis quand même à peu près sûr que :

 

- si on baisse la température de l'eau, ça donne un asséchement par condensation à l'interface liquide-air (c'est le principe des déshumidificateurs d'airs), donc il y a condensation + reprise d'évaporation dans cette bande près de l'eau

- si on augmente la température de l'eau, ça donne une sursaturation par évaporation à l'interface liquide-air (c'est le principe des brouillards d'évaporation), donc il y a évaporation + condensation dans l'air dans cette bande près de l'eau

 

Je ferais un schéma pour ça...

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Posté(e)
La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

Concernant mes interrogations avec une humidité relative à 100%, ce qui me gène seulement c'est de pas avoir réussi à trouver de sources pour confirmer, mais par déduction je suis quand même à peu près sûr que :

 

- si on baisse la température de l'eau, ça donne un asséchement par condensation à l'interface liquide-air (c'est le principe des déshumidificateurs d'airs), donc il y a condensation + reprise d'évaporation dans cette bande près de l'eau

- si on augmente la température de l'eau, ça donne une sursaturation par évaporation à l'interface liquide-air (c'est le principe des brouillards d'évaporation), donc il y a évaporation + condensation dans l'air dans cette bande près de l'eau

 

Je ferais un schéma pour ça...

 

_______________________________________

 

EDIT : nouvelle version du schéma en prenant en compte tes commentaires

pression_vapeur4.jpg

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Posté(e)
La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

Voici en schéma ce que je disais plus haut. J'ai un (petit) doute concernant l'asséchement par condensation et le brouillard d'évaporation.

 

humidite_relative1.jpg

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