L ’eau dans la planète Terre

Diagramme de phase solide liquide + liquide solide vapeur + liquide

Diagramme de phase dans le plan p(T) pc Pc = 220 598 mb liquide Courbe de fusion ou solidification Courbe de vaporisation ou condensation Pt = 6.11 mb solide Point triple vapeur gaz Courbe de sublimation ou condensation solide T Tt= 0,0098 ºC Tc= 373,84 ºC

Chaleur latente ou de passage Les changements de phase sont toujours accompagnées de changement de volume spécifique Il s ’en suit que pendant un changement de phase: 1) Le système réalise du travail 2) De la chaleur est absorbée ou libérée par le système

Chaleur latente ou de passage La chaleur de passage dépend du type de changement de phase: 1) Chaleur latente de sublimation (ls) 2) Chaleur latente de fusion (lf) 3) Chaleur latente de vaporisation (lv)

Chaleur latente ou de passage Chaleur latente L: la chaleur libérée ou absorbée pendant le changement de phase d ’une certaine quantité de masse m Chaleur latente spécifique: la chaleur libérée ou absorbée par unité de masse pendant un changement de phase

Chaleur latente ou de passage Relation entre la chaleur latente de passage et d ’autres variables thermodynamiques: La variation d ’entropie suite au passage de la phase I à II

Chaleur latente ou de passage Chaleur absorbée ou libérée par le système

Chaleur latente ou de passage D ’autre part: La variation d ’entropie suite au passage de la phase I à II

Chaleur latente ou de passage En intégrant entre I et II L ’équation Nous obtenons: Puisque p et T sont constantes.

Chaleur latente ou de passage Et le lien entre les variables d ’état et la chaleur latente sont évidentes:

Chaleur latente ou de passage Chaleur latente : la chaleur libérée ou absorbée pendant un changement de phase La chaleur latente du passage de la phase I à II peut être exprimée en termes de variation d ’entropie par:

Chaleur latente ou de passage et enthalpie La chaleur latente est égale à la différence entre les deux enthalpies de deux phases du système.

Relation entre les diverses chaleurs latentes À température constante, la chaleur de sublimation est égale à la somme de la chaleur de fusion et de la chaleur de vaporisation:

Chaleur latente ou de passage Valeurs pour l ’eau Constantes ?

Chaleur latente ou de passage dépendance de la température Où T est en ºC

Chaleur latente ou de passage variation avec la température Et comme

Chaleur latente ou de passage variation avec la température De la première loi appliquée à la glace:

Chaleur latente ou de passage variation avec la température De façon analogue

Chaleur latente ou de passage variation avec la température Lois de Kirchhoff

Équation de Clausius - Clapeyron Établissons maintenant les courbes d ’équilibre entre les phases. Deux phases I et II d ’une substance sont en équilibre si:

Équation de Clausius - Clapeyron (g+dg)II p+dp (T+dT,p+dp) (g)II (g+dg)I p (T,p) (g)I T T T+dT

Équation de Clausius - Clapeyron

Équation de Clausius - Clapeyron ou Équation de Clausius Clapeyron

Équation de Clausius - Clapeyron vapeur saturée par rapport à un plan d ’eau pure Équation de Clausius Clapeyron : vapeur d ’eau

Équation de Clausius - Clapeyron Vapeur saturée par rapport à un plan de glace pure Considérant lv constante, nous obtenons par intégration

Sursaturation e esw Liq. esw Vap. Sol. esi T B’ A’ Région d ’eau en état surfondu Point triple B A esi T

L ’eau dans l ’atmosphère et l ’air humide

Équation d ’état pour l’air sec atmosphérique Soit p la pression, d la densité et Td la température de l ’air sec. À l ’équilibre les trois variables thermodynamiques sont reliées par l ’équation.

La vapeur d ’eau

Équation d ’état de l ’air humide puisque et

Équation d ’état de l ’air humide Air humide = air sec + vapeur d ’eau

Humidité dans l ’atmosphère: pression de vapeur

Humidité dans l ’atmosphère: densité de la vapeur

Humidité dans l ’atmosphère: rapport de mélange

Humidité dans l ’atmosphère: humidité spécifique

Humidité dans l ’atmosphère: humidité relative

Température virtuelle Prouvez que:

« Constantes » caractéristiques de l ’air humide Voir acétates des notes de cours Enrico Torlaschi