Le cycle de l'eau sur Terre

L'évaporation
Auteurs : Anissa Touati(plus d'infos)
Résumé :
L'évaporation correspond au passage de l'état liquide à l'état vapeur.
Publication : 1 Septembre 2000

Un corps donné peut exister sous différentes phases. Ainsi, l'eau, au sein de l'atmosphère, se trouve sous trois formes :
- vapeur ;
- liquide (pluie et gouttelettes d'eau qui rentrent dans la composition des nuages) ;
- solide (neige, grêle, cristaux de glace se trouvant dans les nuages).

Un corps peut passer d'une phase à une autre : il subit un changement d'état. L'évaporation correspond au passage de l'état liquide à l'état vapeur. La vapeur d'eau est un gaz invisible. Une expérience simple permet de mettre en évidence le phénomène d'évaporation : lorsqu'on laisse à l'air libre un récipient contenant une certaine quantité d'eau, cette quantité diminue au cours du temps. Ce phénomène est entièrement gouverné par la pression partielle de vapeur d'eau dans l'atmosphère. Pour une température donnée, on appelle pression de vapeur saturante la pression qui correspond au nombre maximal de molécules d'eau pouvant être présentes sous forme gazeuse. Au-delà il y'a condensation. Tant que la pression partielle de la vapeur d'eau (c'est-à-dire le rapport entre la pression due aux molécules d'eau et la pression totale) est inférieure à la pression de vapeur saturante de l'eau s'évapore. L'équilibre est atteint lorsque les deux pressions sont égales et dans ce cas le phénomène d'évaporation est stationnaire.

On peut expliquer le phénomène d'évaporation de la manière suivante:dans un corps les molécules subissent des forces d'attraction qui permettent au corps d'avoir une certaine cohésion. Les molécules du liquide sont en agitation permanente, dont l'intensité dépend de la température. Certaines d'entre elles frappent la surface du liquide avec une énergie cinétique suffisante qui lui permet de vaincre l'attraction des autres molécules et ainsi de s'échapper du liquide et de se retrouver dans l'atmosphère. On en déduit les caractéristiques suivantes:

- plus la taille de la surface est grande plus l'évaporation est favorisée.
- le phénomène d'évaporation est accéléré en présence de vent car il facilite le renouvellement de l'air humidifié par l'évaporation par de l'air plus sec.
- plus l'air est sec, plus l'évaporation est importante.
- l'évaporation est d'autant importante que la température est élevée (le pression de vapeur saturante augmente avec la température).
- l'évaporation est un phénomène qui consomme de l'énergie : en effet, les molécules qui s'échappent le plus facilement du liquide sont celles qui ont une énergie cinétique la plus élevée. Or l'énergie cinétique est liée à l'agitation thermique donc à la température (plus il fait chaud plus les molécules ont tendance à s'agiter). Il en résulte que le liquide conserve les molécules les plus froides. Pour vaporiser l'eau il faut fournir de la chaleur et dans le cas de l'évaporation, cette chaleur est fournie par le liquide. On ressent bien ce phénomène quand on sort de la piscine : on a froid quand on commence à sécher car pour s'évaporer l'eau prend de la chaleur à notre corps.