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

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

Message par Leio le Mar 18 Aoû 2015 - 15:25

Petit traité de thermodynamique pour vapoteur en ébullition Very Happy


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.


Exercice :  retrouve et nomme un élément de la photo illustrant parfaitement chacun des états de la matière (Solide-Liquide-Gazeux)

réponse :

Pour l'état solide à 100% il y a le glaçon (eau solide) et probablement la cendre, le verre c'est un piège car en fait l'état vitreux est un état intermédiaire particulier (hahaha qu'est-ce qu'on se marre)
Note : Le bois et le papier sont limite recevables mais non en fait car ils contiennent toujours une certaine quantité d'humidité si on est pinailleur (15/20%=humidité mini air ambiant) tout comme le cigare bien sûr.

Pour l'état liquide : le "thé"  What a Face
Note : une bonne partie de la fumée visible du cigare est en fait composée de gouttelettes d'eau car le tabac est encore moins sec que le bois. Enfin normalement.

Pour l'état gazeux, bin il brille par son invisibilité : l'air ambiant  qui est mélange de gaz. La fumée du cigare est une mauvaise réponse (c'était le piège) car elle n'illustre pas que l'état de gaz ; en effet elle composée aussi de liquide comme on l'a vu avec l'eau mais aussi de goudrons, le tout truffé de particules solides résidus de la combustion.
Note : du fait de la présence d'eau dans le tabac la combustion est incomplète d'où la présence du terrible monoxyde de carbone en grande quantité."



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 m3on 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.


Dernière édition par Leio le Mar 18 Aoû 2015 - 15:31, édité 3 fois

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

Message par Leio le Mar 18 Aoû 2015 - 15:26

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 What a Face



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 Very Happy 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:
  "Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme"  a conclu Lavoisier
vous vous souvenez ? et bien c'est valable au niveau énergétique aussi et si de l'énergie est créé c'est que de la masse a disparue c'est le fameux E=mC2 et ça il faut sortir l'artillerie lourde pour y parvenir par exemple un réacteur nucléaire.

Il faut bien voir que l’énergie cinétique d'une particule lui permet potentiellement de voyager indéfiniment sans ralentir ni accélérer dans un univers vide de toute interaction ce n'est pas un carburant qui s'use mais une monnaie qui s'échange (sans taux d'intérêt, Lavoisier l'a interdit je viens de le dire  Very Happy )


Dernière édition par Leio le Mar 18 Aoû 2015 - 15:37, édité 2 fois

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

Message par Leio le Mar 18 Aoû 2015 - 15:26

C- Transfert d'énergie

Donc on a notre eliquide qui est du liquide Very Happy 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.


Dernière édition par Leio le Mar 18 Aoû 2015 - 15:36, édité 1 fois

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

Message par Leio le Mar 18 Aoû 2015 - 15:28

(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)

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

Message par Amélia le Mar 18 Aoû 2015 - 15:39

J'adore redevenir élève et tout comprendre à un cours !! Encore, encore ! plussoie +2

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

Message par copiercoller le Mar 18 Aoû 2015 - 15:57

@leio a écrit:c'est là que les Athéniens s'atteignirent comme aimait dire ma grand-mère
Et que les Satrapes s'attrapèrent ajoutait la mienne.
Et respect5

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

Message par ludovic.g le Mar 18 Aoû 2015 - 15:57

Ben bravo Leio, je viens de passé de l'état solide à l'état liquide en quelques instants.
Mais sinon, t'as pris tes cachets aujourd'hui?

Plus sérieusement, vivement la suite car ça m'a rappelé quelques vague souvenirs d'école.

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

Message par roro le Mar 18 Aoû 2015 - 16:17

respect2 Leio
tres pédago clair avec un zest d'humour qui rend l'ensemble agréable respect4 pour ce travail qui fait remonter des laambeaux de lointains souvenirs

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

Message par Pascal1969 le Mar 18 Aoû 2015 - 16:22

Tu as été prof de physique-chimie dans une vie antérieure Leio ?
En tout cas c'est bien expliqué

bravo et respect4

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

Message par Mc Bilou le Mar 18 Aoû 2015 - 17:01

bravo Leio ! J'ai presque tout compris ! Suspect
Juste une remarque : Moi dans le verre j'aurais mis un vieux Bourbon.
Ça ajoute du sens... clown pirat

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

Message par taquinaton le Mar 18 Aoû 2015 - 18:54

beau délire de prof en "ébullition" ça sent la rentrée Razz

ça dérange personne si je continue de vapoter bêtement sans rien comprendre à ce qui se passe ?
scratch  dire que j' ai abandonné le méca car c' est bien trop compliqué pour ma petite tête.  Sifflote


PS

MERCI
j' ai lu tout ça avec plaisir Very Happy

ré édition j' avais oublié les guillemets à " ébullition" Razz

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

Message par Vieux Pat le Mer 19 Aoû 2015 - 0:41

Leio, par ta démonstration, tu me rappelles le prof de math/science/physique que j'ai eu en école privée. Comme toi, il savait nous captiver en rendant les choses accessibles à tous, par des exemples simples et marrants. Il avait une infinie patience, accompagnée d'un charisme et d'une autorité naturelle.
Un type en or pour qui j'ai encore le plus grand respect. Je lui dois énormément!

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

Message par laluna74 le Mer 19 Aoû 2015 - 7:37

plussoie +3  Merci Leio respect1

( cheers J'ai (presque) tout compris friendship1 )

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

Message par bibidochon le Mer 19 Aoû 2015 - 8:17

j'ai retenu "au plus ça vibre, au plus t'as chaud", je vais en parler à ma femme...

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

Message par Leio le Mer 19 Aoû 2015 - 8:25

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

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

Message par bibidochon le Mer 19 Aoû 2015 - 8:47

@Leio a écrit:... moins on vibre plus il fait froid (=moins on a d'énergie).

ben alors ? moi qui pensais que c'était juste une simple histoire de piles usées What a Face


Et sinon, ça gaze ?

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

Message par loco le Mer 19 Aoû 2015 - 8:48

Sauf dans le micro-ondes Very Happy

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

Message par copiercoller le Mer 19 Aoû 2015 - 8:57

@Bibi a écrit:Et sinon, ça gaze ?
1 point CC en énergie.

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

Message par Leio le Mer 19 Aoû 2015 - 9:08

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).



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

Message par taquinaton le Mer 19 Aoû 2015 - 11:18

@bibidochon a écrit:j'ai retenu "au plus ça vibre, au plus t'as chaud", je vais en parler à ma femme...

@Leio a écrit:c'est plutôt plus t'as chaud plus tu vibres pour être exact.

à quant un micro onde spécial point "G" ? Razz

prend note bibi, plus elles ont chaud plus elles vibrent et vice et versa Leio   Wink

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