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La vaporisation et l'évaporation sont les raisons pour lesquelles l'eau bout dans une casserole et pourquoi les pelouses ont besoin d'arrosages plus fréquents pendant l'été. L'évaporation est un type de vaporisation qui se produit presque partout. L'évaporation est beaucoup plus courante que les autres types de vaporisation, comme l'ébullition.
Définition
Avec la vaporisation, un élément ou un composé passe d'une phase solide ou liquide à une phase gazeuse par application de chaleur. Cette transformation se produit sans changer la composition chimique de la substance. L'évaporation est un type de vaporisation qui se produit lorsqu'un liquide se transforme en gaz alors qu'il est sous le point d'ébullition - la température à laquelle l'eau commence à bouillir.
Cycle de l'eau
L'évaporation joue un rôle majeur dans le cycle de l'eau, où le soleil provoque son évaporation et son ascension dans le ciel pour former des nuages, qui se condensent et libèrent de la pluie. L'évaporation est limitée car les molécules liquides qui s'évaporent doivent être situées à la surface de l'eau et doivent avoir suffisamment d'énergie cinétique pour s'évaporer. Les températures élevées, le faible taux d'humidité et le vent peuvent augmenter l'évaporation. Lorsque l'eau a subi une pression, l'eau s'évapore plus lentement car la pression augmente la densité de l'eau.
Évaporation de surface
Avec l'évaporation, seul le niveau supérieur de l'eau se transforme en gaz. Avec la vaporisation, toute l'eau peut se transformer en gaz. La chaleur croissante fait souvent que l'eau du fond se transforme en gaz et monte. L'eau exerce une force qui maintient les molécules d'eau ensemble. Les molécules à la surface ne sont contraintes que par les molécules d’eau situées au-dessous d’elles, elles sont donc plus en mesure de surmonter les contraintes qui détiendraient d’autres molécules. Cependant, avec l’ébullition, les molécules d’eau ont tellement d’énergie qu’elles se déplacent assez rapidement pour surmonter les contraintes imposées par les autres molécules d’eau, ce qui provoque une montée de l’eau sous forme gazeuse.
Systèmes fermés
Dans les systèmes fermés, tels qu'une bouteille d'eau, l'eau ne s'évaporera que jusqu'à un certain point. Certaines molécules s'évaporent puis touchent les bords de la bouteille d'eau. Ensuite, ils se condensent et retombent dans la masse d’eau. La pression de vapeur augmente dans la bouteille d'eau jusqu'à atteindre un certain point qui décourage toute évaporation supplémentaire.
Si, au contraire, l'eau est bouillie, la pression de vapeur peut devenir suffisamment forte pour provoquer l'éclatement du système fermé si celui-ci n'est pas suffisamment solide pour résister à la pression. Dans un système fermé, l'eau a besoin d'une température plus élevée pour que la pression du gaz atteigne le niveau de la température ambiante, provoquant l'ébullition de l'eau. Le point d'ébullition est basé sur la pression du gaz entourant l'eau. Lorsque la pression du gaz d'évaporation produit par l'eau est égale à la pression du gaz environnant, l'eau commence à bouillir.
Sublimation
La sublimation est un autre type de vaporisation. Certains solides se transforment immédiatement en gaz, sans passer par la phase liquide. La sublimation se produit généralement à des températures très élevées, bien que certains solides se subliment car ils ne se transforment pas en liquide sauf à des pressions élevées.