Ne me mets pas la pression j'ai des vapeurs !

Petit traité de thermodynamique pour vapoteur en ébullition


Allez je tente le coup d'expliquer comment/quoi c'est la  la vapeur et comment on la produit, à quelle température et toute divergence qui me passera par la tête.

Chargez vos atos c'est parti




A- Les différents états classique de la matière
A-1 Fondamentaux

Il y a trois états classiques de la matière : Solide/Liquide/Gazeux et le passage d'un état à l'autre porte un nom selon le sens de la transformation. Ces états de la matières sont aussi appelés "phases" et dépendent des interactions entre les molécules et de l'énergie dont elle dispose et donc de la température. Mais on y reviendra.

réponse :

A-2 Ce qui se passe au niveau microscopique :

• l'état solide c'est un peu comme si on se collait tous les uns aux autres en se tenant par les coudes. Après selon comment l'équipe est organisée, on a un cristal plus ou moins parfait mais qui ne bouge plus. C'est très dense il n'y a plus de place pour bouger (on vibre sur soi même) moins on vibre plus il fait froid (=moins on a d'énergie).
  
  
• L'état liquide : la densité baisse (nombre de personne-molécule au m² ou m³)  on peut se déplacer plus où moins librement, c'est  la fête au village, une multitude de farandoles où l'on peut passer d'un partenaire à l'autre de main en main... c'est "fluide".
  
  
• L'état gazeux : la densité baisse encore et là chacun est libre de bouger sans interaction directe avec ses voisins (mais gare au choc car plus on a de place plus on va vite pour se déplacer).
  
  
  

Note : au zéro abslolu  (-273°C) plus rien ne bouge il n'y à plus d'énergie cinétique de la matière au niveau atomique ou moléculaire.

B- Les changements d'état et l'importance de la température

Le passage d'un état de la matière à un autre porte un nom selon le sens de la transformation :

Solide -> liquide = fusion
Liquide -> Gaz = Vaporisation, Évaporation, Ébullition (on reviendra sur les subtilités)
Solide -->> Gaz = Sublimation

Et dans l'autre sens
Gaz -> Liquide = Liquéfaction on condensation Liquide
Liquide -> Solide = Solidification
Gaz -->> Solide = Condensation Solide



Notez Bien que dans le langage courant on parle de condensation pour le passage de l'état gazeux à liquide et c'est ce sens là (de condensation liquide) que j'utiliserai par la suite car pour la vape le passage "gaz -> solide" n'est pas notre préoccupation principale



Pour monter d'un état à l'autre (=dans le sens solide/liquide/gaz = du plus dense au moins dense) il faut donner de l'énergie à la foule afin qu'elle se lâche quand la foule à de l'énergie elle vibre et donc elle chauffe.

Un apport d'énergie va donc accélérer tout ce petit monde qui dans un premier temps va se mettre à vibrer/bouger (augmentation de la température).

Puis l'apport continuant tout le monde va vibrer tellement fort que cela va être suffisant pour faire se lâcher les coudes pour danser des valses à plusieurs en se tenant par les mains (Fusion) puis  se libérer des autres et se déplacer en solitaire (Vaporisation).

Tant qu'il y a de la matière qui change de phase l’élévation de température marque un palier malgré l'apport d'énergie, en effet cet apport est utilisé pour rompre les  liaisons.
 

Ainsi un liquide qui atteint sa température de vaporisation va rentrer en ébullition et, tant que du liquide se transforme en gaz la température va être stable.

C'est pour cela que vous pouvez en théorie faire bouillir de l'eau dans une casserole en papier car elle va rester à 100°C bien en deça de la température de combustion du papier malgré une flamme dessous (mais elle risque de ramollir avant que l'eau ne bouille et vous allez en mettre de partout).

Réciproquement quand on descend d'un état à l'autre on rend de l'énergie au milieu environnant c'est le principe des chaufferettes qui en passant de l'état liquide à celui de solide rendant de la chaleur.

Note : sur les paliers le produit se trouve dans un mélange de plusieurs états (liquide+gaz par exemple sur le palier de vaporisation)

Digression:

C- Transfert d'énergie

Donc on a notre eliquide qui est du liquide et qui va recevoir de l'énergie thermique via le coil (la résistance) qui chauffe en "ralentissant" le passage des éléctrons  dans le conducteur (en leur prenant donc leur énergie).
Je pense qu'on est en deça des températures où l'énergie par rayonnement (Infrarouge) est significative dans un coil correctement alimenté donc l'énergie qui parvient à nos liquides le fait principalement par conduction (dans le coil) et par un mix conduction/convection dans les mèches imbibées et le liquide.
La conduction (dans un solide) et la convection (dans un liquide) c'est quand l'energie se transmet de proche en proche dans le matériau : le plus chaud réchauffe le plus froid en lui donnant de son énergie pour finir à l'équilibre une fois la source d'énergie coupée.

En résumé : C'est au point de contact entre la résistance et le liquide que se produit l'élévation de température maximale ensuite l'énergie (la chaleur) se propage de proche en proche.

(à suivre avec la partie "D- Ebullition, Vaporisation, Évaporation" en cours de rédaction)
(c'est là que les Athéniens s'atteignirent comme aimait dire ma grand-mère)
J'ai pas le temps aujourd'hui mais promis je reviens (mais c'est pas simple à expliquer simplement donc il va me falloir quelques jours)

c'est plutôt plus t'as chaud plus tu vibres pour être exact.

bonne remarque loco. Effectivement chaleur et énergie sont intrinsèquement liés, la "vibration" c'est la manifestation que l'on a de l'énergie, la chaleur ce n'est en fait que ce qui caractérise un transfert de cette énergie.

Pour les micro-ondes tout comme les rayonnement infrarouges, l'onde où le rayon n'est pas chaud "en soi" mais son effet sur la matière est un apport d'énergie qui à pour effet d'augmenter l'agitation moléculaire et donc la température du matériau qui capte cette énergie.
Dans un micro-onde ce sont les molécules d'eau qui vont capter le rayonnement micro-onde et se mettre à vibrer puis elle vont transférer cette énergie à leur voisines bœuf-carotte ou petit-pois. Vous pouvez mettre un truc parfaitement sec au MO il y a de grande chance qu'il ne chauffe jamais (attention ceci dit y'a pas que l'eau qui peut capter le rayonnement MO et on a tous fait l'experience de bols ou tasses qui deviennent brulant alors que leur contenu est encore froid).



PS: +1 pour le point CC