Vapore acqueo

Il vapore acqueo è stato gas di acqua . È un gas inodore e incolore.

Al contrario, nel linguaggio comune, il termine vapore acqueo può essere utilizzato per riferirsi alla nebbia creata dalla condensazione dell'acqua allo stato gassoso sotto forma di microgocce. Il che è contraddittorio con la definizione scientificamente accettata.

Più in generale, vapore umido o vapore saturo si riferisce al vapore in equilibrio con il liquido in coesistenza di fase.

Proprietà fisiche

La pressione del vapore saturo è una funzione della temperatura per la quale sono state stabilite molte formule di approssimazione. La più semplice è la formula Duperray , la cui precisione varia dall'1% al 6% tra 100  ° C e 280  ° C  :

che dà p S in atmosfere per t espresso in gradi Celsius.

Proprietà del vapore acqueo e dell'acqua liquida in condizioni di saturazione

Tempera-
ture
(° C) 		Vapore
di pressione
(kPa) 		Volume di massa (m³ / kg) Calore di
vaporizzazione
(kJ / kg)
Liquido Vapore
-15 0.191 8  
0 0.611 0,001.000 21 206.310 2.500
100 101.325 0,001 043 5 1.673 2 257
200 1.555,0 0,001 156 5 0.127 18 1.938
300 8.592 0,001 403 6 0,021 62 1.403
374 22 087 0.002 79 0.003 65 147

Il punto critico dell'acqua è: 374,1  ° C , 220,87 bar.

Calore specifico a volume costante, 100  ° C , 1 atm  : 1410 J / (kg K)

Velocità del suono: 401  m / s a 130  ° C  ; esso aumenta notevolmente con la temperatura, è di circa 800  m / s a 1000  ° C .

Uso industriale

L'industria ha fatto molti usi del vapore acqueo; principalmente come fluido termovettore o per il funzionamento di motori a vapore (vedi in particolare la turbina a vapore , la locomotiva a vapore ). Per inciso, il suo grilletto viene utilizzato negli eiettori di vapore utilizzati per pompare fluidi (per creare un vuoto, ad esempio), o in sirene o fischietti. Le sue proprietà di trasferimento del calore sono utilizzate anche nei processi di sterilizzazione .

Il vapore viene generato in caldaie riscaldate da combustibili fossili, talvolta elettrici, o più in generale da acqua bollente posta a contatto con una fonte di calore, come indirettamente nei generatori di vapore dei reattori nucleari ad acqua pressurizzata (PWR), o direttamente nei reattori nucleari ad acqua bollente ( BWR), oppure nel seminterrato per sfruttare l' energia geotermica o in centrali solari a concentrazione .

Tavoli a vapore

Le tabelle del vapore sono tabelle di dati termodinamici relativi all'acqua e al vapore. I database di computer hanno sostituito le tabelle stampate. Sono utilizzati da ricercatori e ingegneri nella progettazione di processi e apparecchiature che utilizzano il vapore. Anche i diagrammi termodinamici delle fasi acqua / vapore, i diagrammi entropia / temperatura , i diagrammi di Mollier sono di uso comune in questo campo.

Altri usi

Ci sono molti usi domestici per il vapore acqueo, tra cui:

Steam è utilizzato anche in:

Gas serra

Presente in grandi quantità nell'atmosfera , il vapore acqueo è il principale gas serra . Questo varia a seconda della latitudine e del periodo dell'anno, come mostrato nel loop a destra. L' acqua massima precipitabile si trova nella Zona di Convergenza Intertropicale (ITZ) vicino all'equatore e decresce verso i poli. Tuttavia, alle medie latitudini, la successione di depressioni e anticicloni varia notevolmente questi valori.

Poco si dice sulla quantità di vapore acqueo nel contesto del riscaldamento globale perché l'atmosfera è già naturalmente rifornita di vapore acqueo, si ritiene che il suo massimo potenziale di riscaldamento (il forzante radiativo ) sia già stato raggiunto alla temperatura media globale attuale. L' anidride carbonica , il gas serra più citato, agisce invece in un campo spettrale non interamente coperto da quello del vapore acqueo . Queste due ragioni risolvono l'apparente contraddizione tra il fatto che il vapore acqueo è il principale gas serra e l'anidride carbonica è il principale responsabile del riscaldamento globale.

Tuttavia, gli effetti antropologici, come il traffico aereo , generano nuvole artificiali che aumentano localmente l' albedo che influenza il riscaldamento. L'aumento della temperatura da parte dell'anidride carbonica porterà anche a una maggiore evaporazione dagli oceani. Uno studio pubblicato infebbraio 2018valuta gli effetti complessi del cambiamento climatico sulle nuvole, che coprono in media il 70% del pianeta: osserva che le nuvole di alta quota si alzano e che i sistemi nuvolosi si muovono generalmente verso i poli; si prevede che queste due tendenze accelereranno il riscaldamento globale; osservazioni su scala breve suggeriscono che le nuvole tropicali bloccheranno meno luce solare, aumentando così il riscaldamento, e le nuvole che si scongelano potrebbero agire come un freno al riscaldamento più debole di quanto si pensasse in precedenza; gli effetti amplificatori dell'effetto serra superano quindi di gran lunga gli effetti limitanti.

Vedi anche

Articoli Correlati

link esterno

Riferimenti

  1. H. Stöcker - F. Jundt - G. Guillaume. Tutta la fisica - Edizione DUNOD - ( ISBN  2100039423 )
  2. Formules-physique, "  Pressure of a vapor  " , su www.formules-physique.com (visitato il 6 novembre 2014 )
  3. (in) Gretchen Cook-Anderson, Chris Rink e Julia Cole, "  Clouds Caused By Aircraft Exhaust May Warm The US Climate  " , NASA (accesso 13 luglio 2009 ) .
  4. (in) Patrick Minnis , J. Kirk Ayers , Rabindra Palikonda e Dung Phan , "  Contrails, Cirrus Trends, and Climate  " , Journal of Climate , Boston , USA , American Meteorological Society , vol.  17, n o  4,Aprile 2004, p.  1671–1685 ( DOI  10.1175 / 1520-0442 (2004) 017 <1671: CCTAC> 2.0.CO; 2 , leggi online [PDF] , accesso 13 luglio 2009 ).
  5. Kate Marvel, "  The clouds, warming the amplifiers  ' Pour La Science , n .  484,febbraio 2018, p.  50-56