Évaporation d'un liquide pur exposé à l'air libre et condensation de sa vapeur

La pression de vapeur

Le rôle de l'air

L'air exerce à la surface du liquide la pression $P$ dite ambiante: Soit $P_o$ est la pression de vapeur saturante du liquide à la température envisagée. Nous savons qu'il ne peut y avoir d'ébullition si $P_o\;\lt\;P$ (*)

L'évaporation

Mais il y aura toujours des molécules dans le liquide qui auront assez d'énergie cinétique pour s'en échapper:

Rappelons que cette courbe représente la distribution des vitesses d'un échantillon de la substance, que $V$ représente la vitesse à partir de laquelle les molécules peuvent se libérer et que la partie hachurée mesure le nombre de molécules qui ont assez de vitesse pour s'échapper. La vitesse d'évaporation (nombre de molécules évaporées par seconde) dépend - de la température qui est →   une mesure pour la vitesse moyenne des molécules - de la surface de contact. Plus celle-ci est grande, plus il y aura de molécule avec une vitesse suffisante. - de la nature du liquide. Des liquides polaires seront mieux retenus par attraction dipolaire et s'échapperont moins vite. Les molécules qui se sont introduites dans l'air y exercent une pression de vapeur $p$. Si cette pression $p$ reste inférieure à la pression de vapeur saturante $P_o$, l'évaporation peut continuer éventuellement jusqu'à la disparition du liquide.

La condensation

Si par contre cette pression $p$ devient supérieure à la pression de vapeur saturante $P_o$, la vapeur se recondense. En météorologie ceci est par exemple le cas si la pression de vapeur saturante $P_o$ diminue suite à un abaissement de température. (buée, brouillard)

De même si la pression ambiante $P$ tombe en-dessous de la pression de vapeur $p$ la vapeur se recondense puisqu'alors dans les goutelettes de liquide qui se forme, la vitesse moyenne des molécules est inférieure à celle dans la vapeur. En météorologie ceci est par exemple le cas si la pression ambiante $P$ diminue avec la hauteur. (nuages)