 pression de vapeur saturante |
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La surface d'une étendue liquide (ou solide) surmontée par le vide ou bien par un gaz est soumise à
évaporation
(ou à
sublimation
), car des molécules de ce liquide (ou de ce solide) s'échappent de sa surface pour envahir le vide ou bien pour se mélanger par
diffusion
avec les molécules du gaz. Le corps qui s'évapore (ou qui se sublime) et qui devient ainsi gazeux acquiert alors une certaine
pression
dans l'espace auparavant vide, ou une certaine
pression partielle
au sein du mélange créé avec le gaz d'accueil : or, l'expérience montre que cette pression ou cette pression partielle ne peut excéder une valeur déterminée, appelée la pression de vapeur saturante ; au-delà de cette valeur, la
phase
gazeuse du corps ou bien la phase gazeuse formée par son mélange avec le gaz initial se trouve à
saturation
, ce qui veut dire que les molécules provenant ultérieurement du liquide (ou du solide) se rassemblent en gouttelettes (ou en cristaux) subissant aussitôt une
condensation
(ou une
condensation solide
) qui les ramènera par
précipitation
à sa surface, à moins qu'elles ne restent suspendues au sein du mélange gazeux sous la forme d'un
milieu condensé
, comme c'est le cas dans l'
atmosphère
pour les
nuages
. |
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À saturation, les
phases
liquide (ou solide) et gazeuse sont supposées en équilibre, ce qui veut dire que dans un intervalle de temps donné le
flux
de molécules gazeuses retournant à l'état liquide (ou solide) est pratiquement le même que le flux de molécules liquides (ou solides) passant à l'état gazeux. Il règne alors une même
température
de part et d'autre de la surface de séparation entre les phases liquide (ou solide) et gazeuse : or, quelles que soient les natures du liquide (ou du solide) considéré et du gaz qui le surmonte, la pression de vapeur saturante
—
mesurée en
hPa
—
possède la propriété de ne dépendre que d'un
paramètre
, qui est cette température
—
mesurée en
°C
ou en
K
; plus exactement, la pression de vapeur saturante croît de plus en plus rapidement avec la température selon une loi déterminée. |
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La connaissance de cette loi peut jouer un rôle important dans des domaines très divers : par exemple, c'est parce que le mercure garde en phase gazeuse pure une pression de vapeur saturante excessivement faible que l'on peut l'utiliser pour mesurer précisément la
pression atmosphérique
. En
météorologie
, toutefois, l'usage du terme de pression de vapeur saturante est évidemment réservé, sauf mention contraire, à celle de la
vapeur d'eau
(mélangée à l'
air
) par rapport à l'eau liquide ; sa valeur
e
w
(
w
est mis ici pour
water
) est une fonction assez rapidement croissante de la température
t
: par exemple, suivant que
t
égale 0 ou 10 ou 20 ou 30
degrés Celsius
, les valeurs de
e
w
en
hectopascals
atteignent respectivement 0,61 ou 1,23 ou 2,34 ou 4,24 hectopascals. Il est sensé de mesurer également la pression de vapeur saturante par rapport à l'eau liquide au-dessous de 0 °C, et cela jusqu'à des
températures
d'au moins - 30 °C, en raison du phénomène de
surfusion
: par exemple, à - 20 °C,
e
w
est égale à 0,13 hPa. |
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Il faut souligner qu'existe également, en deçà de 0 °C, une pression de vapeur saturante de la vapeur d'eau (mélangée à l'air) par rapport à la
glace
; sa valeur
e
i
(
i
est mis ici pour
ice
) a la propriété d'être inférieure à celle de
e
w
pour une même température (négative) : par exemple, si
t
égale - 12 °C, on aura
e
w
= 0,24 hPa et
e
i
= 0,21 hPa. Cette différence semble jouer fréquemment un rôle très notable, à travers l'effet Bergeron, dans l'initialisation des
précipitations
au sein des nuages. Par ailleurs peuvent se manifester fugacement dans l'atmosphère des phénomènes de
sursaturation
, où la valeur réelle de la pression partielle de la vapeur d'eau excède celle de la pression de vapeur saturante. |
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