Comment se produit le refroidissement par évaporation ?

La température d'un liquide est une valeur moyenne. Les molécules d'eau froide se déplacent plus lentement que celles d'eau chaude. C'est pourquoi l'eau gèle à 0 °C : les molécules sont alors quasiment immobiles.

Le flux d'air, c'est-à-dire la légère brise qui nous entoure constamment, facilite le détachement des molécules les plus chaudes de la surface du gilet rafraîchissant. Comme les molécules les plus chaudes quittent le gilet en premier, la température moyenne diminue.

Vous ressentez cet effet chaque fois que vous sortez d'une douche chaude : vous avez rapidement froid car les molécules froides quittent d'abord votre peau et la température baisse.

Mais de combien de degrés le refroidissement peut-il se produire ? Pour répondre à cette question, nous devons connaître le point de rosée :

Quel est le point de rosée / point de condensation ?

De manière générale, l'air chaud peut contenir beaucoup plus d'eau, ou de vapeur d'eau, que l'air froid.

Au point de rosée, également appelé point de condensation, l'humidité relative est toujours de 100 %, ce qui signifie que l'air est complètement saturé de vapeur d'eau et ne peut plus en absorber (c'est-à-dire de molécules d'eau). Par conséquent, aucun refroidissement par évaporation ne se produit. Si la température ambiante baisse ou si l'humidité augmente, la condensation se forme sous forme de rosée, de brouillard ou de gouttelettes d'eau. Ce phénomène est visible, par exemple, lorsque les vitres s'embuent. Il est important de noter que l'air peut contenir davantage d'eau à haute température qu'à basse température. C'est pourquoi nous observons parfois des précipitations plus abondantes sous les tropiques que sous nos climats. La quantité d'eau que l'air peut contenir est déterminée par le point de rosée.

Comment calcule-t-on le point de rosée ?

La manière la plus simple d'expliquer cela est par un exemple. Prenons la situation suivante :

À 30 °C et 50 % d'humidité relative, l'humidité absolue est d'environ 15 grammes par mètre cube.

  • Température = 30 °C
  • Humidité relative = 50 %
  • Humidité absolue = 15 g/m³

Pour calculer le point de rosée, on se pose la question suivante : de combien de degrés Celsius la température doit-elle baisser pour que l’humidité relative atteigne 100 % ? Cela correspond au refroidissement maximal qu’un gilet rafraîchissant par évaporation peut atteindre.

Solution : À une humidité absolue de 15 grammes d’eau par mètre cube et une humidité relative de 100 %, la température doit être de 18 °C. Dans cet exemple, le point de rosée est de 18 °C.

résultat

La température extérieure et l'humidité relative déterminent le niveau de refroidissement du gilet rafraîchissant.