ÉVAPORATION

566. Nous avons vu qu'à une certaine température la vaporisation des liquides se produit avec abondance de bulles gazeuses, et nous avons appelé ce phénomène du nom d'ébullilion. Ou

appelle éoaporation un autre mode de vaporisalion , par lequel les liquides se réduisent en vapeur à leur surface , aux températures moins élevées que celle à laquelle chacun d'eux bout , et sans apparition de bulles.

En effet, les liquides se vaporisent à toutes les températures. C'est ainsi qu'en exposant à Tair, dans un vase ouvert, une certaine quantité d'eau, cette eau disparait complètement au bout de quelque temps.

L'évaporation d'un liquide est d'autant plus rapide que la température est plus élevée et plus rapprochée de son point d'ébuUilion , que l'espace dans lequel le liquide est placé est plus considérable et plus sec, et que la surface du liquide est plus grande.

567. TENSION DES VAPEURS. Si Ton fait passer dans le vide barométrique de petites quantités de liquide, la colonne barométrique est aussitôt déprimée d'une quantité plus ou moins grande, qu'on apprécie au moyen d'un baromètre laissé intact. Cette dépression est due à la force expansive que possède la vapeur qui s'est formée. Cette force expansive porte le nom de force élastique, tension ou pression j elle est exprimée nécessairement par le poids d'une colonne de mercure de même base que celle intérieure du tube (a), et qui a pour hauteur la différence de la colonne restante à celle barométrique. En effet, soit cd (f. 287) la colonne barométrique, aO la hauteur du mercure dans le tube où l'on a fait pénétrer le liquide et où par conséquent se trouve la vapeur , et / la tension de celle-ci , et l'on aura évidemment t:=cd — a(j=ca'.

368. Les vapeurs obéissent comme les gaz, à une force d'expansion , par suite de laquelle elles s'étendent de manière à occuper toujours tout l'espace offert. Mais quand cet espace est suffisamment rempli de vapeurs, dès qu'il vient à diminuer, une partie de celles-ci se condense. Dans le cas d'un espace qui contient ainsi toute la vapeur qu'il peut contenir , on dit que celle-ci est à son maximum de tension , ou bien encore que l'espace en est saturé. Il est facile de prouver la réalité de ce que nous venons d'exposer , par l'expérience suivante. On place dans

(a) Le diamùtre et la forme intérieure de celui-ci sont supposés égaux dans toute sa lonmieur.

une cuvette profonde a (f. 288) un tube barométrique 6, dans lequel on a fait préalablement pénétrer une petite quantité de liquide, dont la vapeur remplit par conséquent la partie supérieure nm de ce baromètre : si Ton élève le tube b l'espace mn augmente j es qui prouve que la vapeur s'étend, obéissant à sa force expansivc. Si Ton enfonce de plus en plus le tube b dans la cuvette , l'espace nm devient de plus en plus petit, jusqu'à ce qu'enfin il arrive a n'offrir plus qu'un espace contenant le plus de vapeur possible. Si alors on continue d'enfoncer le tube b (l'espace mn saturé de vapeur diminuant encore) , une partie de cette vapeur se condensera : à mesure ^u'on enfoncera davantage le tube 6, il se condensera de plus en plus de vapeur; en sorte que le niveau du mercure restera toujours à la même hauteur , jusqu'à ce qu'enfin toute la vapeur se soit liquéfiée.

Lorsqu'un espace est saturé de vapeur , c'est-à-dire qu'il en contient toute la quantité qu'il peut contenir, on dit, comme nous l'avons déjà annoncé, que celle vapeur est à son maximum de tension.

La quantité de vapeur produite par Tévaporation doit donc augmenter avec la grandeur de l'espace off^ert. En effet , un liquide s'évapore jusqu'à ce que l'espace offert soit saturé de vapeur: donc plus cet espace est grand, plus il y aura de liquide évaporé. Quand un liquide est exposé à l'air libre, il s'évapore d'autant plus promptement que le renouvellement de l'air est plus rapide; en effet, chaque fois que l'air qui se trouve en contact avec le liquide est remplacé par un nouveau volume d'air, il s'est fait un véritable renouvellement d'espace. C'est pour cela que, comme chacun sait, un vent fort sèche rapidement les objets humides.

C'est également selon les températures et les espaces que se fait l'évaporalion des dissolutions des gaz. On appellci ainsi des liquides qui tiennent des gaz en dissolution. Celle dissolution des gaz par les liquides se fait toujours d'une manière constante en volumes. D'après cela, les poids d'un même volume de gaz variant avec les pressions supportées par lui, les liquides dis* soudront des quantités de gaz en poids d'autant plus grandes que les pressions seront plus fortes. On a recours à ce fait dan» la fabrication des eaux minérales-gazeuses artificielles.

569. La tension maximum des vapeurs dépend entièrement de la température à laquelle elles se trouvent. Nous allons nous occuper, dans les trois articles suivants, de déterminer celle de la vapeur d'eau aux différentes températures.

1° Pour déterminer la tension de la vapeur d'eau entre les points 0° et 100*^, il suffît d'entourer d'eau , qu'on échauffe aux divers degrés voulus, deux tubes barométriques, dans l'un desquels on a introduit préalablement un peu d'eau , et de comparer la hauteur de la colonne de mercure dans ce tube a (f. 289) où se trouve la vapeur formée , à celle du baromètre h. La différence de ces deux hauteurs sous les diverses températures indiquera la tension maximum pour chacune d'elles.

2° La glace à 0° et au-dessous produit aussi des vapeurs : pour connaître la tension de ces vapeurs il faut se fonder sur le principe suivant. Si un espace peu considérable se trouve exposé dans ses diverses parties à des températures différentes, il aura pour tension maximum celle de sa partie la plus froide. En effet, si la vapeur n'a pas la même tension dans tout l'espace , elle ne pourra être en équilibre, et la partie de la vapeur qui possédera le plus de force élastique se portera vers celle qui en aura le moins , jusqu'à ce qu'enfin l'équilibre soit établi j ce qui n'arrivera que lorsque la vapeur aura la même force expansive dans toutes les parties de l'espace. Or dans la plus froide de celui-ci, la tension ne saurait dépasser celle de la température à laquelle celte partie est exposée : donc c'est à celte tension de la partie la plus froide que se trouvera toute la vapeur contenue dans tout l'espace dont nous nous occupons.

Ce principe posé , il nous est facile de déterminer la tension de la vapeur d'eau au-dessous de 0^. En effet, soit abc (f. 290) un tube barométrique recourbé , dans lequel on ait fait pénétrer un peu «l'eau, et dont l'extrémité a plonge dans un mélange frigorifique , à — 20°, par exemple : toute la vapeur contenue dans l'espace alm aura pour tension celle qu'elle aurait si cet espace entier était à — IqP. Pour connaître celte tension il suffit de retrancher la colonne me de la hauteur actuelle du baromètre J/jj c'est par ce procédé qu'on est parvenu à déterminer la tension de la vapeur d'eau à 0° et au-dessous.

5° Pour évaluer les tensions de la vapeur d'eau à des tempéra-

tures plus élevées que 100°, on se sert d'un tube abc (f. 291), fermé en son extrémité a qu'on plonge dans un bain dMiuile fixe trés-Iimpide, après avoir rempli entièrement de mercure la branche al et y avoir introduit un peu d'eau. En échauffant à des températures voulues l'huile qui enveloppe la branche ab^ la vapeur d'eau formée en a, occupe un certain espace qui augmenterait d'autant plus que la température serait plus élevée; on force la vapeur à n'occuper jamais que l'espace a/w, en versant du mercure dans la branche bc : si le niveau du mercure dans bc dépasse celui dans ab deO™,76, la tension de la vapeur sera évidemment de deux atmosphères; elle sera de trois atmosphères si le niveau du mercure dans la branche bc dépasse celui dans la branche ab de 2 X0'",76.

Comme, pour les hautes températures, la longueur du tube hc serait insuffisante, l'appareil que nous venons de faire connaître ne peut plus servir. Pour évaluer les tensions de la vapeur d'eau à des températures élevées, on chauffe la vapeur dans une chaudière fermée de toutes paris, et dont la température et la tension intérieures sont indiquées, la première par un thermomètre qui plonge dans la chaudière, et la seconde, par le poids d'une soupape qu'elle doit soulever.

370. C'est en opérant ainsi qu'il vient d'être dit, qu'on a trouvé pour tensions de la vapeur d'eau aux diverses températures , celles indiquées dans le tableau suivant : on déterminerait d'une manière semblable celle des autres liquides.

En jetant les yeux sur le tableau suivant, il est aisé de voir que les tensions augmentent plus rapidement que les températures, et que plus celles-ci sont élevées , plus l'augmentation de la tension est considérable.

TE.\SIOI