Qu’est ce que : Définition de la vaporisation

L’évaporation ou la vaporisation est un phénomène physique, un processus de changement de phase, où une substance passe de son état liquide à son état gazeux. Candela Rocío Barbisan | Mar. 2022Ingénieur chimiste

Exemples de processus de vaporisation

Il existe un nombre infini de processus qui se déroulent soit naturellement, soit de manière planifiée. Le premier est illustré par le célèbre cycle hydrologique, qui se produit lorsque l’eau de pluie atteint des masses d’eau et, de là, s’évapore et forme des nuages pour continuer son chemin. Mais la vaporisation de l’ensemble du liquide est également utilisée dans les processus industriels et technologiques en tant que principe de ceux-ci ou pour quelque chose de beaucoup plus simple et plus petit comme chauffer de l’eau pour cuisiner ou boire une infusion. En d’autres termes, le phénomène de changement d’état est devenu pertinent dans l’industrie, car il permet de séparer des mélanges en raison de la différence de points d’ébullition des composants, et a même permis le développement de la vie dans le cadre d’actions quotidiennes telles que la cuisine.
Cependant, nous pouvons faire une distinction notable entre les termes d’ébullition et de vaporisation. La vaporisation est un processus qui se produit naturellement et spontanément sans qu’il soit nécessaire d’ajouter de l’énergie sous forme de chaleur. Alors que l’ébullition consiste en un même type de changement de phase (du liquide au gaz) mais nécessite l’ajout d’énergie pour se produire, ce qui implique un changement des conditions de pression et de température du liquide. En outre, on considère généralement que l’ébullition se produit lorsque toute la matière passe à l’état gazeux, tandis que la vaporisation est un processus plus lent qui se produit sur les couches superficielles ; toutefois, de nombreux auteurs font une autre différenciation, considérant que la vaporisation est le changement de phase du liquide au gaz, on trouve deux types de vaporisation : l’évaporation et l’ébullition. En d’autres termes, ils ne considèrent pas la vaporisation comme synonyme d’évaporation. Là encore, on entend par évaporation la vaporisation à la surface et à n’importe quelle température, tandis que l’ébullition serait la vaporisation dans tout le liquide et à la température d’ébullition.
On trouve donc aussi des processus de vaporisation, par exemple lorsqu’un parfum est laissé ouvert et exposé, car les alcools (en général) sont des composés volatils et, par conséquent, il est possible qu’après un temps raisonnable, le flacon de parfum soit vide. De même, l’industrie des hydrocarbures utilise le gaz naturel liquéfié, un gaz qui, dans certaines conditions de pression et de température, se trouve à l’état liquide, mais qui, lorsqu’il est utilisé comme combustible, retrouve rapidement son état gazeux.
De même, de nombreuses réactions chimiques nécessitent de travailler sous les ‘hottes’ des laboratoires, car des composants volatils toxiques peuvent être libérés. Par exemple, lors de l’extraction des hydrocarbures des couches souterraines, des composants et des gaz toxiques sont spontanément libérés en raison de leur pouvoir d’évaporation à la température et à la pression de travail.

Enthalpie de vaporisation

Nous avons mentionné que c’est un processus qui nécessite un certain apport d’énergie, puisque les molécules doivent acquérir une énergie cinétique suffisante pour augmenter leur agitation et passer à l’état gazeux. L’enthalpie de vaporisation est la quantité d’énergie nécessaire pour faire passer une certaine quantité de matière d’une substance de la phase liquide à la phase gazeuse, à une température et une pression données. Habituellement, cette enthalpie est tabulée en valeurs molaires et dans des conditions standard, ce qui implique qu’elle est exprimée en unités de mole produite, c’est-à-dire en cal/mol ou KJ/mol. Souvent, on le trouve aussi dans les unités de masse comme les grammes ou les kilogrammes.
Como los procesos de vaporización son procesos endotérmicos, que requieren un suministro de energía al sistema, este término se vuelve un valor positivo por convención de signos. Típicamente, se la expresa como:
∆H_vap > 0
Gracias a la termodinámica, se cuenta con expresiones que nos permiten calcular la cantidad de calor involucrado en un proceso de cambio de estado, siendo:
q = n. ∆H_vap
Como bien mencionamos anteriormente, ∆H_vap se expresa en unidades de energía por mol producido, por lo que n representa la cantidad de moles en juego en el proceso.
En todas las formas de vaporización, se requiere energía para aumentar la temperatura, esta entalpía que antes definimos también es conocida como calor de vaporización. En el caso del agua, la entalpía de vaporización a 100 ºC es de 540 cal/gr.