L'agitation de l'air favorise-t-elle l'évaporation ?

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L'agitation de l'air favorise-t-elle l'évaporation ?

Lors d'une préparation de séance sur la sensation de froid qui accompagne l'évaporation, la question s'est posée de savoir pourquoi, quand on utilise un ventilateur (qui brasse de l'air chaud), l'agitation de l'air favorise le processus d'évaporation.

Lorsqu'une assiette remplie d'eau se trouve sur une table, il ya, au voisinage de la surface liquide, de la vapeur d'eau (un gaz, que l'on ne voit donc pas). Si l'on supprime cette vapeur, une partie de l'eau liquide se transforme en vapeur pour remplacer celle qui a disparu. L'eau liquide "s'évapore". Le vent favorise l'évaporation (séchant les trottoirs mouillés ou le linge pendu à l'extérieur) en balayant la vapeur au fur et à mesure qu'elle se forme. Le ventilateur joue le même rôle, même s'il brasse de l'air chaud : dans un premier temps, on peut dire que le coup de balai (d'air) est plus important que la température du balai.
Mais la température joue aussi un rôle. A une température donnée, le liquide ne s'évapore pas s'il est surmonté d'une certaine quantité maximale de vapeur (on parle de pression de vapeur "saturante"). Tant que cette quantité n'est pas atteinte, le liquide a tendance à s'évaporer (l'assiette se vide même s'il n'y a pas de ventilateur, sauf si elle se trouve dans une salle de bain... après le bain). Le ventilateur accélère le processus. Si la température est plus élevée, la quantité de vapeur maximale qui peut être atteinte est aussi plus élevée, ce qui facilite aussi l'évaporation. Les deux effets, courant d'air et air chaud, sont combinés dans le sèche-cheveux.

Merci pour cette réponse, mais nous voudrions un complément d'information : si nous avons bien compris, la quantité de vapeur d'eau située au dessus de la coupelle est supérieure à celle qui se trouve à 20 cm (par exemple). Donc la quantité de vapeur présente dans l'air varie de façon significative en fonction de la distance à une source éventuelle d'eau ? Pourquoi ne se répand-elle pas dans tout l'air environnant ("un gaz occupe tout le volume dont il dispose")?
Pourriez-vous nous indiquer un livre (facile) qui nous permettrait d'approfondir la question?

Votre remarque est justifiée. Dans une salle sans courants d'air, où l'air est partout à la même température, la vapeur d'eau occupe "tout le volume dont elle dispose". Si j'ai privilégié le voisinage de la surface liquide, c'est que c'est la région où s'opère la vaporisation de l'eau. La quantité de vapeur d'eau (comme pour l'air) varie avec l'altitude et la température, mais ces effets sont négligeables dans une salle. En fait, du moins dans nos régions, l'air contient toujours de la vapeur d'eau, un peu (air sec) ou beaucoup (air humide) ; il est rarement saturé de vapeur d'eau (sauf dans une salle bains). La comparaison entre la teneur en vapeur d'eau de l'air d'une pièce et celle d'un air saturé (à une température donnée) fournit le degré hygrométrique de l'air, mesuré avec un hygromètre (de l'ordre de 60 % dans les appartements).
L'évaporation de l'eau liquide est évidemment d'autant plus rapide qu'on la place dans un air (ou un courant d'air) plus sec.
Il n'est pas simple de vous indiquer un livre "facile". Pour interpréter le changement d'état liquide->gaz, les physiciens (thermodynamiciens) introduisent des grandeurs délicates à manipuler (par exemple la pression dite "partielle" des différents gaz qui composent l'air humide). De plus, les livres parlent toujours de l'ébullition et rarement de la vaporisation
à toute température (qui me semble être votre sujet d'intérêt). En voici deux :
- Enseigner la physique à l'école primaire, J.-P. Bonan, Hachette Education, 1998
(4 pages sur vaporisation et liquéfaction, avec propositions d'expériences) ;

- Le chaud et le Froid, J.-P. Maury, Hachette/Palais de la découverte, 1987 (excellent petit livre, mais peut-être difficile à trouver).

Bonjour, un livre plus récent de J. P. Maury : La Glace et la Vapeur, collection ''Papa dis-moi'', Palais de la découverte, éditions OPHRYS 1989