Une substance en phase gazeuse qui est à une température inférieure au point critique est appelée vapeur. En raison de cette caractéristique, la vapeur peut se condenser en un liquide ou un solide en augmentant sa pression sans réduire la température.
C'est-à-dire que c'est un gaz qui peut être condensé à une température constante en augmentant la pression. Par contre, pour convertir un gaz non vaporeux en liquide, il ne suffit pas d'augmenter la pression, mais il faudra diminuer la température.
Par exemple, l'eau a une température critique de 374 ° C (647 kelvin), qui est la température la plus élevée à laquelle l'eau liquide peut exister.
La vapeur peut coexister avec un liquide ou un solide. Dans ce cas, les deux phases seront en équilibre, et la pression du gaz sera égale à la pression de vapeur d'équilibre du liquide (ou solide).
Normalement, le mot vapeur, si la substance n'est pas spécifiée, fait généralement référence à la vapeur d'eau.
Qu'est-ce que la vapeur d'eau ?
La vapeur d'eau est un gaz qui est produit par ébullition lorsque l'eau est chauffée à 100°C (point d'ébullition de l'eau) et une atmosphère de pression.
À ce stade, on dit que l'eau est en changement de phase. A ce moment, si nous continuons à fournir de la chaleur, la température n'augmente pas tant que l'eau ne s'est pas évaporée.
Dans ces conditions de pression, au-dessus de 100 degrés Celsius, l'eau pure est à l'état gazeux.
Nous utilisons souvent ce terme pour désigner la vapeur humide, l'aérosol de gouttelettes d'eau qui se forment lors de la condensation, le brouillard, etc. Cependant, la vapeur sèche est invisible.
L'humidité relative est le rapport de la pression partielle de vapeur d'eau dans un gaz (principalement de l'air) à la pression d'équilibre de vapeur saturée à une température donnée.
L'humidité absolue est la quantité de vapeur d'eau contenue dans 1 mètre cube d'air à une température donnée.
Que signifie état de vapeur ?
L'état de vapeur est l'état d'un gaz lorsqu'il est en dessous de la température critique.
A l'état gazeux, les molécules qui le forment ne réagissent pas entre elles en formant des liaisons moléculaires, mais ont tendance à se repousser. Lorsqu'elles sont repoussées, les molécules d'eau adoptent la forme et le volume du récipient qui les contient et ont tendance à se séparer et à occuper tout le volume disponible.
Quelle est la différence entre le gaz et la vapeur ?
La vapeur est un type de gaz, mais tous les gaz ne sont pas de la vapeur.
Si on comprime un gaz en maintenant la température, le gaz ne change pas d'état, c'est toujours du gaz. Par contre, en augmentant la pression à température constante, la vapeur peut devenir liquide.
Le gaz occupe tout l'espace disponible alors que la vapeur ne se comporte pas de cette manière.
Quelle est l'importance de la vapeur?
Cet élément est essentiel au développement de la vie sur Terre en raison de ses propriétés et de sa présence dans l'atmosphère. De plus, les humains ont pu en profiter pour obtenir des travaux mécaniques et produire de l'électricité.
Importance dans l'environnement
La vapeur d'eau dans l'atmosphère est un gaz à effet de serre au même titre que le dioxyde de carbone. Une partie du rayonnement solaire qui pénètre dans l'atmosphère rebondit sur la surface de la Terre et en ressort. Cependant, les gaz à effet de serre retiennent cette chaleur contribuant au réchauffement climatique.
La vapeur d'eau atmosphérique fait partie du cycle hydrologique, un système fermé de circulation d'eau des océans et des continents vers l'atmosphère et vice versa, dans un cycle continu d'évaporation, de transpiration, de condensation et de précipitation.
Importance dans l'industrie
Les propriétés de la vapeur ont permis le développement de la machine à vapeur qui a été largement utilisée pendant la révolution industrielle.
Ce type de machine était utilisé pour entraîner des machines mais aussi pour le transport, comme par exemple dans les locomotives à vapeur.
Production d'électricité
La vapeur est également utilisée dans les centrales thermiques pour produire de l'électricité.
Les centrales thermiques conventionnelles et les centrales nucléaires utilisent l'énergie thermique qu'elles obtiennent de leurs sources de chaleur (les combustibles fossiles et l'énergie nucléaire) pour produire de la vapeur à haute pression et alimenter des turbines à vapeur.
Les turbines sont reliées à un générateur électrique qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.