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Concept
Évaporation
Résumé
Lévaporation est le passage d'un liquide de l'état liquide à l'état gazeux à sa surface, à une température inférieure à la température d'ébullition. Ce phénomène a pour effet d'absorber de l'énergie thermique, et donc de réduire la température des deux milieux en contact, ou de freiner leur échauffement par une source.
Le mot évaporation est emprunté au latin impérial evaporatio, -ionis.
Jusqu'à la fin du , on s'intéresse à l'aspect thermodynamique du phénomène et Joseph Black met en évidence la notion de chaleur latente de vaporisation (1761).
John Dalton est le premier, en 1802, à donner une loi de vaporisation pour l'eau faisant intervenir la différence entre pression de vapeur saturante et pression partielle. Il publie ses travaux en même temps que ceux établissant la loi de Dalton sur les pressions partielles.
La dynamique du phénomène au niveau microscopique est établie par Heinrich Hertz en 1882 et Martin Knudsen (1909) et Irving Langmuir en 1917, conduisant à la loi connue aujourd'hui sous le nom de relation de Hertz-Knudsen.
L'évaporation d'un liquide se produit principalement lorsqu'une de ses surfaces est libre, c'est-à-dire qu'elle n'est pas enfermée par un autre liquide ou par un solide.
Sous l'action de la chaleur contenue dans le liquide, quelques molécules de surfaces sont propulsées dans le gaz, gagnant ainsi en énergie cinétique. L'interface entre le liquide et le gaz est appelée couche de Knudsen. La quantité de liquide projetée dans l'air dépend de la température du liquide, de la quantité de liquide déjà présente dans l'air, ou saturation, et de la pression de vapeur saturante.
Dans un volume libre au-dessus d'un liquide formé de molécules d'une espèce chimique donnée, certaines molécules de cette espèce se trouvent alors sous forme gazeuse. À l'équilibre thermodynamique, la pression gazeuse obtenue définit la pression de vapeur saturante, qui dépend de la température. Si le liquide est constitué d'un mélange d'espèces, celles-ci se retrouvent dans le gaz avec des pressions partielles égales à la pression de vapeur saturante de chacune d'entre elles.
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