🎯 Objectifs
③ Exploiter la condition de condensation d’un air humide dont la pression partielle en eau est connue.
④ Déterminer, par exemple en s’appuyant sur un graphe, la température de condensation d’un air dont la pression partielle en eau est connue.
💠Problématique
Pourquoi le moisi apparait-il dans les coins des murs ?
🌡️ Température de rosée 💧⚓
Complément : 📌 Document n°1 : La température de rosée (À savoir 📍)
Le point de rosée est la température à laquelle l'air devient saturé en vapeur d'eau. En d'autres termes, c'est la température à laquelle il faut refroidir l'air pour que la vapeur d'eau commence à se condenser et à former des gouttes d'eau liquide (rosée) = Température de condensation.
Le point de rosée dépend de la pression de vapeur d’eau.
Questionâš“
Q1. Donner le point de rosée de l’eau :
Pour une pression \(1\ \mathrm{atm}\).
Pour une pression de \(90 \ \mathrm{kPa}\).
Pour une pression de \(10 \ \mathrm{kPa}\).
Donnée : \(1\ \mathrm{atm}=1\ 013\ \mathrm{hPa}\)
Solutionâš“
Q1.
Par lecture graphique on a :
Pour une pression \(1\ \mathrm{atm}\) : le point de rosée est à \(\theta=100\ \mathrm{^\circ C}\)
Pour une pression de \(90 \ \mathrm{kPa}\) : le point de rosée est à \(\theta\approx 97\ \mathrm{^\circ C}\)
Pour une pression de \(10 \ \mathrm{kPa}\) : le point de rosée est à \(\theta\approx 46\ \mathrm{^\circ C}\)
Questionâš“
Q2. Rappeler la différence entre pression partielle et pression totale. Quelle est la pression qu’il faut connaitre pour déterminer le point de rosée ?
Solutionâš“
Q2.
La pression partielle d'un composant dans un mélange de gaz parfaits est la pression qu'exerceraient les molécules de ce composant si elles occupaient seules tout le volume du mélange, à la température de celui-ci.
La pression totale est la somme des pressions partielles de tous les composants présents dans le mélange de gaz. Elle représente la pression exercée par l'ensemble des gaz dans le volume considéré.
Pour déterminer le point de rosée, il est faut connaître la pression partielle de vapeur d'eau.
Le point de rosée est la température à laquelle l'air devient saturé en vapeur d'eau, c'est-à -dire la température à laquelle il faut refroidir l'air pour que la vapeur d'eau commence à se condenser.
Questionâš“
Q3. Dans une salle de bain on mesure un point de rosée à \(19\ \mathrm{^\circ C}\) et dans un salon, un point de rosée de \(14\ \mathrm{^\circ C}\). Proposer une explication.
Solutionâš“
Q3.
La différence entre les points de rosée mesurés dans la salle de bain et le salon peut s'expliquer par les variations d'humidité relative et de température dans ces deux pièces.
Dans une salle de bain, l'humidité relative est généralement plus élevée en raison de l'utilisation fréquente d'eau chaude pour les douches et les bains. Cette humidité accrue augmente la pression partielle de vapeur d'eau dans l'air, ce qui conduit à un point de rosée plus élevé, ici mesuré à \(19\ \mathrm{^\circ C}\).
En revanche, dans un salon, l'humidité relative est souvent plus basse car il y a moins de sources d'humidité. Par conséquent, la pression partielle de vapeur d'eau est plus faible, ce qui entraîne un point de rosée plus bas, mesuré à \(14\ \mathrm{^\circ C}\).
Questionâš“
Q4. On mesure une humidité relative de \(55\ \%\) pour une température de l’air ambiant de \(25\ \mathrm{^\circ C}\). Déterminer le point de rosée de l’eau. (Utiliser l’activité 2)
Solutionâš“
Q4.
Pour \(\theta=25\ \mathrm{^\circ C}\), on lit sur le graphique du document n°2 de l'activité n°2 : \(P_\text{sat}=3\ 168\ \mathrm{Pa}\).
On détermine la pression \(P_\text{vap}\) :
\(\varphi=\dfrac{P_\text{vap}}{P_\text{sat}}\times 100 \iff P_\text{vap}= \dfrac{\varphi \times P_\text{sat}}{100}= \dfrac{55 \times 3\ 168}{100}=\mathbf{ \color{blue} 1,7\cdot 10^3\ \mathrm{Pa}}\)
Le point de rosée sera donc de (lecture graphique avec le document n°1 de cette activité : \(\mathbf{ \color{blue} 51\ \mathrm{^\circ C}}\).
💦 Point de rosée⚓
Complément : 📄 Document n°2 : Comment déterminer le point de rosée ?
En pratique, il existe des abaques (table de calcul pour déterminer le point de rosée en fonction de l’humidité relative et de l’air ambiant :
On mesure l’humidité relative et la température de l’air ambiant ;
On place le point correspondant sur la courbe ;
On prolonge horizontalement le point jusqu’à l’intersection de la courbe 100% d’humidité ;
On lit la température correspondant, c’est le point de rosée.
Questionâš“
Q5. Compléter la tableau ci-dessous.
Humidité relative en % | température ambiante en \(\mathrm{^\circ C}\) | Point de rosée en \(\mathrm{^\circ C}\) |
|---|---|---|
\(50\) | \(25\) | Â |
\(50\) | \(15\) | Â |
\(40\) | \(25\) | Â |
\(60\) | \(25\) | Â |
Solutionâš“
Q5.
Humidité relative en % | température ambiante en \(\mathrm{^\circ C}\) | Point de rosée en \(\mathrm{^\circ C}\) |
|---|---|---|
\(50\) | \(25\) | \(\mathbf{\color{red} 12,6\ \mathrm{^\circ C}}\) |
\(50\) | \(15\) | \(\mathbf{ \color{red}\approx 4\ \mathrm{^\circ C}}\) |
\(40\) | \(25\) | \(\mathbf{ \color{red}\approx 10\ \mathrm{^\circ C}}\) |
\(60\) | \(25\) | \(\mathbf{ \color{red}\approx 16\ \mathrm{^\circ C}}\) |
Questionâš“
Q6. Comment évolue le point de rosée en fonction de l’humidité relative ? en fonction de la température ambiante ?
Solutionâš“
Q6.
Le point de rosée augmente avec l'humidité relative. Plus l'air est humide, plus le point de rosée est élevé.
Le point de rosée augmente également avec la température ambiante. À une humidité relative constante, un air plus chaud peut contenir plus de vapeur d'eau avant d'atteindre la saturation. Par conséquent, le point de rosée sera plus élevé à des températures ambiantes plus élevées.
🌡️ Condition de condensation⚓
Complément : 📄 Document n°3 : Condition de condensation
De l’eau de condensation peut être produite sur les surfaces intérieures dès que leur température de surface chute en dessous de la température du point de rosée de l’air du local.
Questionâš“
Q7. Dans les situations suivantes, indiquer s’il y aura condensation :
Humidité relative de \(50\ \%\), température ambiante de \(25\ \mathrm{^\circ C}\), mur à \(19\ \mathrm{^\circ C}\) ;
Humidité relative de \(50\ \%\), température ambiante de \(25\ \mathrm{^\circ C}\), mur à \(13\ \mathrm{^\circ C}\) ;
Humidité relative de \(60\ \%\), température ambiante de \(18\ \mathrm{^\circ C}\), mur à \(16\ \mathrm{^\circ C}\) ;
Humidité relative de \(90\ \%\), température ambiante de \(23\ \mathrm{^\circ C}\), mur à \(16\ \mathrm{^\circ C}\).
Solutionâš“
Q7.
Le point de rosée est à \(12,6\ \mathrm{^\circ C}\), donc un mur à \(19\ \mathrm{^\circ C}\) il n'y aura pas de condensation.
Le point de rosée est aussi à \(12,6\ \mathrm{^\circ C}\), mais avec un mur à \(13\ \mathrm{^\circ C}\), il y a un très fort risque de condensation.
Le point de rosée est à \(10\ \mathrm{^\circ C}\), donc un mur à \(16\ \mathrm{^\circ C}\) il n'y aura pas de condensation.
Le point de rosée est à \(20\ \mathrm{^\circ C}\), donc un mur à \(16\ \mathrm{^\circ C}\) il y aura de la condensation.
Questionâš“
Q8. Pourquoi est-il préconisé d’installer une VMC dans une pièce humide ?
Solutionâš“
Q8.
La VMC renouvelle l’air de façon continue : elle aspire l’air humide ou pollué (salle de bain, cuisine, WC) et le rejette dehors, pendant que de l’air neuf entre par des grilles d’aération dans les autres pièces.
En évacuant ainsi l’humidité, la VMC évite que cette vapeur ne se dépose sur les murs ou les fenêtres (condensation). Cela limite la formation de moisissures et protège ainsi la santé et le logement.
La VMC permet donc d’assainir l’air et de préserver la pièce des problèmes liés à l’humidité.
Questionâš“
Q9. Répondre à la problématique de l’activité.