Pression de vapeur saturante de l'eau

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La pression de vapeur saturante de l'eau est la pression à laquelle la vapeur d'eau est en équilibre thermodynamique avec son état condensé. Lorsque la pression partielle de la vapeur d'eau devient plus grande, celle-ci est supposée se condenser. La pression partielle est déterminée par la formule de Clapeyron.

Formules[modifier | modifier le code]

La pression de vapeur saturante de l'eau peut s'exprimer à partir de la formule de Clapeyron comme suit[1] :

On considère la pression de référence p0 = 1 013,25 hPa et la température de référence T0 = 373,15 K. est la chaleur latente de vaporisation (à 20 °C), R = 8,314 462 1 J mol−1 K−1 est la constante universelle des gaz parfaits, M = 0,01801 kg/mol est la masse molaire de l'eau, et T est la température de l'air.

La pression exprimée en atmosphères devient donc :

On obtient donc en atmosphères (à 20 °C) :

Cette formule diffère légèrement de la formule de Rankine exprimée ci-dessous.

On note que la chaleur latente de vaporisation varie avec la température de l'ordre de 10 % et donc la formule ci-dessus n'est qu'une approximation.

On peut aussi utiliser les formules suivantes par ordre de précisions croissantes :

(Formule de Rankine, une simplification de la formule de Dupré[2],[3])
P est la pression de vapeur saturante (en atmosphères) et T est la température en kelvins.
Utilisation de l'équation d'Antoine
où la température T est en degrés Celsius et la pression de vapeur saturante P est en mmHg. Les constantes sont les suivantes :
A B C Tmin, °C Tmax, °C
Eau 8.07131 1730.63 233.426 1 99
Eau 8.14019 1810.94 244.485 100 374

Table des pressions de vapeur saturantes de l'eau[modifier | modifier le code]

La table ci-dessus liste les pressions de vapeur saturante en kPa et Torr en fonction de la température exprimée en degrés Celsius (°C)[4].

Température
(°C)
Pression de
vapeur
(kPa)
Pression de
vapeur
(mmHg)
0 0.6 4.5
3 0.8 6.0
5 0.9 6.8
8 1.1 8.3
10 1.2 9.0
12 1.4 10.5
14 1.6 12.0
16 1.8 13.5
18 2.1 15.8
19 2.2 16.5
Température
(°C)
Pression de
vapeur
(kPa)
Pression de
vapeur
(mmHg)
20 2.3 17.3
21 2.5 18.8
22 2.6 19.5
23 2.8 21.0
24 3.0 22.5
25 3.2 24.0
26 3.4 25.5
27 3.6 27.0
28 3.8 28.5
29 4.0 30.0
Température
(°C)
Pression de
vapeur
(kPa)
Pression de
vapeur
(mmHg)
30 4.2 31.5
32 4.8 36.0
35 5.6 42.0
40 7.4 55.5
50 12.3 92.3
60 19.9 149.3
70 31.2 234.1
80 47.3 354.9
90 70.1 525.9
100 101.3 760.0

Table ITS-90[modifier | modifier le code]

La table suivante donne les formules de pression de vapeur saturante de l'ITS-90[5].

ITS-90 Température
(°C)
Pression de
vapeur
(Pa)
0 611.213
0.01 611.657
2 705.973
4 813.522
6 935.316
8 1072.944
10 1228.139
12 1402.782
14 1598.914
16 1818.747
18 2064.670
20 2339.262
22 2645.302
24 2985.777
26 3363.893
28 3783.090
30 4247.046
ITS-90 Température
(°C)
Pression de
vapeur
(Pa)
32 4759.694
34 5325.230
36 5948.122
38 6633.128
40 7385.299
42 8209.997
44 9112.902
46 10100.025
48 11177.719
50 12352.690
52 13632.007
54 15023.115
56 16533.844
58 18172.420
60 19947.476
62 21868.064
64 23943.660
66 26184.180
ITS-90 Température
(°C)
Pression de
vapeur
(Pa)
68 28599.985
70 31201.894
72 34001.191
74 37009.635
76 40239.470
78 43703.430
80 47414.751
82 51387.177
84 55634.969
86 60172.910
88 65016.317
90 70181.042
92 75683.482
94 81540.588
96 87769.863
98 94389.378
99.97436 101325.000
100 101417.770

Graphes donnant la dépendance de la pression de vapeur en fonction de la température[modifier | modifier le code]

Diagrammes de pression de vapeur saturante ; données extraites de la de:Dortmunden Datenbank. Les graphes montrent le point triple, le point critique et la température d'ébullition de l'eau.

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Roland Skull, Meteorology for Scientists en Engineers, 502 p. (ISBN 978-0-534-37214-9), p. 96
  2. Nicolas Vandewalle, « Chapitre 7 : Changement d'état », Université de Liège (consulté le 5 mars 2015)
  3. Richard Taillet, Pascal Febvre et Loïc Villain, Dictionnaire de physique, De Boeck, , 754 p. (ISBN 2-8041-0248-3 et 978-2-8041-0248-7, lire en ligne), p. 175
  4. « Pressions de vapeur saturante de l'eau », sur fordhamprep.org (consulté le 7 mars 2015)
  5. (en) Hardy, R. 1998, ITS-90 formulations for vapor pressure, frostpoint temperature, dewpoint temperature and enhancement factors in the range -100 to +100C.

Annexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]