Il est vrai que l’on peut s’étonner de voir de la fumée au-dessus du bain ou même d’une casserole d’eau chaude, alors que c’est à 100 °C que l’eau se transforme en vapeur.
Pour comprendre, il faut d’abord se débarrasser d’un abus de langage : le mot vapeur désigne l’eau à l’état de gaz (invisible à l’œil nu), et non la fumée blanche que vous observez dans votre bain. Celle-ci est constituée de fines gouttelettes d’eau formée… par la condensation de la vapeur d’eau dans de l’air plus froid.
C’est donc bien que l’eau peut se transformer en gaz à moins de 100 °C. 100 °C, soit la température d’ébullition de l’eau, c’est en fait la température où la totalité du liquide chauffé se transforme en gaz. Vous pouvez chauffer plus, la température de l’eau n’augmentera pas, seule la température du gaz ainsi formé pourra augmenter.
LA VAPEUR EST UNE AFFAIRE D’ÉQUILIBRE
Mais que se passe-t-il alors en deçà des 100 °C ? Dans une masse d’eau liquide, il règne une agitation permanente, plus ou moins grande selon la température. Cette agitation provoque des chocs entre les molécules d’eau qui suffisent à les éjecter en plus ou moins grand nombre de la surface.
Isolées les unes des autres, ces molécules forment un gaz (la vapeur) qui se mélange à l’air. C’est très pratique, car c’est ainsi que sèche la flaque de
pluie quand revient le soleil. L’échange entre la surface de l’eau et l’air atteint un équilibre quand autant de molécules d’eau sont éjectées du liquide que d’autres y retournent. On dit alors que l’air est saturé en vapeur d’eau. Le taux d’humidité est de 100 %.
Cet équilibre eau-vapeur, qui est aussi un équilibre thermique, est assuré uniquement près de la surface. Jusqu’ici, pas de fumée. Oui, mais la quantité de vapeur que peut contenir l’air dépend de la température. Ainsi, lorsqu’on s’éloigne de la surface d’un liquide chaud, la température décroît et l’air ne peut plus contenir autant d’eau sous forme de vapeur.
Alors, les molécules d’eau s’agrègent pour former des gouttes minuscules : voici enfin la fumée qui s’élève au-dessus du bain. L’effet inverse peut aussi être observé lorsqu’un air chaud et humide entre en contact d’une paroi plus froide. L’air refroidi près de la paroi ne peut conserver l’eau sous forme gazeuse : elle se condense pour former de la buée.
