I. — ETAPORATION

31 1 • i^aiMmitfoa. -— On désigne sous le nom d^évaporation la production de vapeur qui s'effectue à la surface libre d'un liquide.

D'après ce qu'on a vu dans le chapitre précèdent, il suffît que le liquide présente une surface libre pour que la production de vapeur ait lieu. — Quand Fespace où elle peut se répandre est limité, que cet espace soit vide ou occupé par un gaz, la vapeur se produit toujours, Jusqu'à ce que sa force élastique acquière la valeur qui caractérise le maximum de tension correspondant à la température actuelle. — Si l'espace offert à la vapeur est illimité, ou si, l'espace étant limité, la vapeur qui se forme est successivement éliminée d'une manière quelconque, Tévaporation doit continuer d'une manière régulière, jusqu'à ce que tout le liquide ait disparu.

11 nous suffira d'énoncer les principales conditions qui peuvent faire varier la rapidité de Tévaperation, pour que Ton conçoive immédiatement l'influence de chacune d'elles.

312. ll«s ' eondliioBfl quà Inflaent sur la rapidité de fera- |M>nitloii. — C'est à Dalton qu'est due l'élude des causes qui rendent révaporation plus ou moins rapide. Les plus importantes sont les suivantes :

l*" Téinpérature du liquide. — La tension de la vapeur augmentant rapidement avec la température (299), l'évaporation est d'autant plus rapide, toutes choses égales d'ailleurs, que la température du liquide est plus élevée.

2* Température de P espace environnant, — La température du milieu ambiant, lorsqu'elle est difTérente de celle du liquide, favorise d'autant

plus révaporation qu'elle est plus élevée ; cela lient à ce que la vapeur tend à saturer l'espace environnant : elle doit donc se former en quantité d'autant plus considérable, dans un temps donné, que cet espace en peut admettre davantage, et par suite que sa température est plus élevée.

3* Étendue de la iurface libre, — L'étendue de la surface libre du liquide a sur révaporation une influence évidente, puisque, toutes choses égales d'ailleurs, la quantité de vapeur formée dans un temps donné doit être proportionnelle à la surface par laquelle elle peut se produire. — La concentration des eaux de la mer dans les marais salants, celle des eaux des sources salées, dans les bâtiments de graduation, présentent une application directe de ce principe.

4" Quanlité de vapeur contenue dans r espace environnant. — Toutes les autres conditions restant encore les mêmes, Tévaporation doit être d'autant plus rapide que l'espace environnant est plus éloigné de la saturation. Suivant Dalton, la quantité de liquide évaporée dans un temps donné est proportionnelle à V excès de la tension maximum de la vapeur, pour la température de Vexpérience, sur la tension de la vapeur qui existe dans Vatmosphère, — Cette loi n'est sensiblement exacte que si la différence des deux tensions n'est pas trés-considérable et si Tair est suffisanunent calme.

5"* Agitation de Vair. — Dans une atmosphère pai*faitement tranquille, révaporation esl lente, parce que la même couche d'air demeure à la surface du liquide après s'être saturée de vapeur. Quand l'air est agité, les couches saturées sont promptement remplacées par d'autres couches, pouvant recevoir de nouvelles vapeurs. — Par là s'explique l'action desséchante de certains vents du nord qui, même pendant l'hiver, sèchent plus vite la terre que ne le font les plus grandes chaleurs de Tété.

On trouve encore une application du même principe dans les séchoirs. Ce sont de grands hangars où Ton suspend les étoffes humides, ou en général les objets qu'on veut mettre à sécher ; des persiennes sont disposées sur lés quatre côtés, de manière à favoriser la rapide circulation de l'air dans Tintérieur.

515. Du froid prodliiH par l'évaporatloa. — ExpérieBCM die licslle. — Nous verrons plus loin que la conversion d'un liquide en vapeur est accompagnée, comme la conversion d'un corps solide en liquide (274), d'une absorption de chaleur latente. Or, quand la vaporisation se fait sans l'intervention d'un foyer calorifique, la vapeur qui se forme doit emprunter cette chaleur au liquide lui-même et au vase qui le contient; de là résulte un abaissement de température, qui peut parfois être trèsconsidérable.

C'est ce que montre, par exemple, l'expérience suivante, dont l'idée première est due à Leslie. — Sur une petite capsule de liège A (fig, 251), couverte intérieurement d'une couche de noir de fumée, on verse quelques gouttes d'eau ; on dispose cette capsule, au moyen d'un trépied en fils

ËYAPOKAnON. 153

mélilliques, au-dessus d'une large cnvelte de Terre V qui contient de l'aride sulfurique concentré. L'appareil étant placé sous le récipient de la machine pneumatique, on fait le vide aussi exactement que possible, puis on ferme la clef de la machine; au bout de dix à quinze minutes, toute l'eau est congelée. — Il est facile de se rendre compte de ce qui se passe dans cette eipérience : l'eau répandue sur la capsule s'évapore d'autant plus rapidement que le vide est plus parfait : l'acide sulfurique, en absortiant la vapeur k mesure qu'elle se produit, concourt également à rendre la vaporisalion plus rapide. La vapeur emprunte i l'eau la chaleur latente nécessaire i sa vaporisation; et comme te liquide ne touche queltrés-impai-failement la capsule qui le soutient, il ne peut lui prendre que très-peu de chaleur pour compenser les pertes qu'il éprouve ; il doit donc se refroidir rapidement, et l'on conçoit qu'il arrive à se congeler {').

Fig.ei. -Eipérience de LeaUc. Fig. S3i. - CrTophore de Wol-

CoDgélatiDD de l'eau dam le vide. laston,

3U. CrjopiMve de iVoUasu». — La congélation de l'eau dans le vide peut se faire encore d'une manière Irés-simpte, et sans le secours de la machine pneumatique, au moyen du cryopAor« de Wollaston (^. 333). Deux houles K et B sont réunies par un tube deux fois recouri)é ; A contient de l'eau, qu'on a portée à l'ébullition avant de fermer à la lampe la pointe efillée qui termine B. L'appareil étant ainsi purgé d'air, on entoure la boule B d'un mélange réfrigérant ; l'eau se vaporise et distille rapidement, de l'espace le plus chaud vers l'espace le plus froid ; au bout de quelques minutes, le liquide qui reste en A se trouve entièrement congelé.

CJ Lesliea modiné ceUe fipérience. de manière i U rendre plut frappanle enrore. Il uille. dans un morceau de glace, un petite captale plate, ntr laquelle il dépŒeon peu de mercure : celle capiule élaol placée eoui le récipient de la machine pneunu- (ique. >u-deiiui d'une cuvelle qui couUenl de l'acide sulfurique concenlré, il fait le vide comme procède m ment. L'éiiporstion de la glace détermine, dani ces conditions, un abiistement de lempénlure suniunt pour congeler le mercure.

515. AwmmU ë» n. K*. Cwré. — On dmlà H. Ed. Carré un appareil qui permet d'obtenir en quelques minutes une carafe d'eau glacte, par une simple applicalioaderexpéri^tcedeLeslie.

Une pompe P Ifig. 'iZZ) semblable i la pompe à main qui a élé décrite précédemment (166), el dont on manœuvre la tige au moyen du lerier L, communique avec un tube S à l'extrémité duquel on adapte, au moyen

FJK- S33. — Appirell de Ed. Ciirë, pour II proilnclian de la glice.

d'un bouchon de caoutchouc, la carafe A qui continit l'eau que l'on veut congeler, tlne dbposilion parttcnli^^ force les gaz aspirés par la pompe i Irarerser le cylindre B qui contient de l'acide sulfurique concentré, destiné i absorber la vapeur d'eau k mesure qu'elle se produit. — On &il d'abord le vide aussi complètement que le permet la pompe, et on l'entretient ensuite en donnant de temps en temps quelques coups de piston : au bout de sept à huit minutes, on voit se former à la surface du liquide des aiguilles de glace qui s'étendent rapidement, et la congélation finit par envahir la plus'grande partie de la masse.

316. AppUeatloM «l*erM> de r«bBlM«ii>«Mt d« teBipératare prodaH par l'éT«poratf«a. ~- L'emploi des alcarasai est encore (ondé sur la production du froid par l'évaporalion. Ce sont des bouteilles de terre poreuse, qu'on empUt d'eau ; celle eau suinte à travers les pores.

EfiULLITION. 2S5

et vient offrir à rextérieur une grande surface d'évaporation. Si Ton place une de ces bouteilles dans un courant d'air, le liquide qu'elle contient se refroidit de plusieurs degrés au-dessous de la température de Tair environnant. — On rafraîchit encore notablement Teau placée dans une ca« rafe, en entourant celle-ci d'un linge, la plaçant sur une assiette pleine d'eau, et l'exposant dans un courant d'air. L'eau de l'assiette s'élève dans le linge, par capillarité, et Févaporation produit un abaissement de ten>* pérature de plusieurs degrés.

C'est pour la même raison qu'il peut être funeste de rester quelque temps exposé à un courant d'air, surtout quand la surfiauce de la peau est humide ; le froid produit par Févaporation est alors d'autant plus dangereux, que la température du corps était primitivement plus élevée.

On trouvera plus loin, à propos de la liquéfaction des gaz, plusieurs applications dans lesquelles on utilise le froid produit par Févaporation de divers liquides.