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La vaporisation est le passage de l'état liquide à l'état gazeux. La liquéfaction est le passage de l'état gazeux à l'état liquide. Vaporisation et liquéfaction sont des changements d'état.
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Sous la pression atmosphérique normale, la température d'ébullition de l'eau est 100°C. La température de vaporisation de l'eau dépend de la pression. Si la pression est inférieure à la pression atmosphérique normale, la température de vaporisation de l'eau est inférieure à l00°C.
Voir l'influence de la pression ?
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Sous une pression donnée, la température d'ébullition d'un corps pur est constante. Le graphique de l'évolution de la température en fonction du temps présente un palier de température.
Exercices
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Approfondissements.
Expérience : plaçons 2 ballons dans des chauffes-ballon ; un contient de l'eau pure, le 2ème de l'eau salée. Observons l'évolution de la température pendant le chauffage.
A gauche, le ballon contenant l'eau pure, à droite, l'eau salée :
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Rapidement, les 2 liquides se mettent à bouillir ; l'eau se vaporise :
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-> Tableau de mesures : (en fond rouge : ébullition)
Pour l'eau pure, la température se stabilise alors aux environs de 100 °C, même si on chauffe fort et longtemps. A partir de cette température, l'énergie apportée par le chauffe-ballon ne sert qu'à augmenter considérablement l'agitation des molécules d'eau qui s'éloignent alors les unes des autres : des bulles de vapeur d'eau se forment :
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Avec l'eau salée, la température augmente toujours à l'ébullition, on atteint en quelques minutes environ 105 °C !
Passe sur l'image de droite pour faire s'écouler 2 minutes, puis double-clique pour faire s'écouler 3 autres minutes !
-> Graphique :
Comment tracer un graphique ? -> Voir
Approfondissements.
Si on bouche un ballon contenant de l'eau pure lors de l'ébullition, donc avec une pression élevée, on arrive facilement à des températures supérieures à 120 °C.
Clique sur la photo pour fermer le ballon !
Dans un autocuiseur (cocotte minute), la vapeur d'eau s'accumule ; la pression devient énorme, donc les aliments chauffés à une température plus élevée cuisent plus vite !
A l'inverse, si de l'eau bout sous une pression inférieure à la pression atmosphérique normale, on remarque que la température d'ébullition est inférieure à 100 °C !
Cette eau est à 87 °C, pourtant, elle bout sous la cloche à vide avec peu de pression !
Conclusions :
Application : faisons bouillir de l'eau avec un glaçon !!
Faisons bouillir de l'eau dans un ballon, puis après quelques minutes d'ébullition, arrêtons le chauffage et bouchons le récipient. Très vite, l'eau refroidit et l'ébullition s'arrête :
Plaçons ensuite un glaçon sur le ballon retourné :
Au bout de quelques secondes, l'eau dans le ballon se met à bouillir à nouveau !!
L'eau n'est plus à une température de 100 °C, on refroidit violemment le récipient et elle bout quand même quelques instants !?
Explication :
Avant de boucher le ballon, celui-ci ne contient que de l'eau (liquide au fond et de la vapeur d'eau au-dessus). En refroidissant le verre, la vapeur d'eau se condense en gouttelettes : il y a donc moins de gaz dans le ballon, donc la pression diminue.
Or, nous avons vu dans le cours que l'eau peut bouillir à une température inférieure à 100 °C si la pression environnante est plus faible que la moyenne !
C'est pour cela qu'ici, l'eau contenue dans le ballon bout même à une température d'environ 90-95 °C. L'ébullition est de courte durée, car la vapeur d'eau qui se forme fait remonter la pression !
