FORMULES de PHYSIQUE
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HUMIDITé
-humidité
La notion d’humidité concerne un corps contenant de l'eau (donc s'applique à peu près à tous les corps)
On recourt à l’utilisation de plusieurs grandeurs :
HUMIDITE ABSOLUE
C'est une masse volumique >>> l'humidité absolue est
(ρ'h) = masse d'eau incluse (me) / volume total du corps (Vc)
–-Unité S.I.+ le kg/m3 (si elle est exprimée en g/m3 multiplier par 1000)
Quand il s'agit de vapeur d'eau atmosphérique, on la nomme DENSITÉ de VAPEUR
HUMIDITÉ RELATIVE
Symbole yn Synonymes: FRACTION de SATURATION, ou DEGRÉ HYGROMÉTRIQUE, ou DEGRÉ d'HUMIDITÉ, ou ÉTAT HYGROMÉTRIQUE
C'est le rapport (pourcentage), à température donnée T(K)
yh1 = (pression partielle d’eau dans le milieu) / (pression maxi possible)
Quand il s'agit de vapeur d'eau atmosphérique, on dit HUMIDITÉ RELATIVE DE L'AIR
(= pression de la vapeur d'eau en atmosphère, à T degrés), / (pression de vapeur maximale possible, dite saturante, à même T)
Valeurs usuelles de degré d'humidité >> 40 à 60 %
TAUX d'HUMIDITÉ en BASE HUMIDE
Synonyme TENEUR en EAU PONDERALE BASE HUMIDE
C'est le pourcentage (yh2) = masse d'eau (me) / masse totale du corps (mc)
Quand il s'agit de vapeur d'eau atmosphérique, on la nomme HUMIDITÉ SPÉCIFIQUE = (masse de vapeur d'eau) / (masse totale de l'air, dit «humide»)
En pratique, ses valeurs vont de 5 à 40 pour mille
TAUX d'HUMIDITÉ en BASE SECHE
Synonyme TENEUR en EAU PONDERALE BASE SECHE C'est le pourcentage
(yh3) = masse d'eau (me) / masse totale du corps anhydre (mca)
Quand il s'agit de vapeur d'eau atmosphérique, on la nomme RAPPORT de MÉLANGE =(masse de vapeur d'eau) / masse d'air dont a été extraite la vapeur, donc air dit «sec»
Quand on a un taux d'humidité base sèche yh3 < 20%, le langage courant dit «air sec» et quand il est = 100%, on est en vapeur saturée (il y a condensation -c'est le cas des nuages-)
Plus la température est élevée, plus le taux d'humidité b.s. yh3 est fort >> pour l'air atmosphérique, il y a de + en + de vapeur d'eau
et ce rapport de mélange vaut également = 0,622 [pression vapeur d'eau] / [pression air humide – pression vapeur d'eau], pourvu que la température soit > point de rosée (dont la définition est précisée plus bas)
TENEUR en EAU VOLUMIQUE
C'est le pourcentage (yh4) = volume d'eau (Ve) / volume total du corps du corps (Vc)
Quand il s'agit de vapeur d'eau atmosphérique, on la nomme
TENEUR VOLUMIQUE de VAPEUR D'EAU
Le pourcentage d'eau dans les nuages va de 1 à 250 grammes par mètre cube
DESHYDRATATION
C'est la baisse de taux d'humidité base sèche.
Cas extrême : la déshydratation est nommée DESSICATION quand le pourcentage du taux est tombé à 0
Cas usuel : la déshydratation est nommée ASSÈCHEMENT quand le produit à déshydrater est chauffé 2 heures à plus de 100°C (pour vaporisation)
SICCITÉ
C'est le contraire de la déshydratation: c'est (1 - le taux d'humidité base sèche)
Quand elle est égale à 1 c'est la dessication
NOTIONS COLLATERALES à l'HUMIDITE
-température du point de rosée
C'est (isobare, à pression constante) la température à laquelle l'air humide devient saturé, donc il est à 100% de vapeur et il y a apparition de gouttes d'eau
C'est néfaste à la fois :
-pour les récipients (qui pourrissent par l'apparition de moisissures)
-pour les conduits de chaudières (qui rouillent suite à excès d'eau)
-en aviation (givrage quand on atteint zéro degré)
Plus il fait froid, plus c'est humide
-température humide
C'est la température d'équilibre d'une masse d'eau qui ne s'évapore que grâce à l'enthalpie de l'air (sans aucun autre apport)
-pression d'humidité
Les pressions atmosphériques du mélange (vapeur d'eau + air) sont les suivantes (en Pa):
à -20°C(130)--à -10°C zone de neige(280)--à 0°C(611)--
à +10°C(1227)--à +20°C(2337)--à +30°C(4242)--
à +100°C(101.000)--à +300°C(8600000)
-masse volumique de l'air humide
Aussi bien pour l'air que pour la vapeur,
la masse volumique est = (p / c’p.T)
où p est la pression (en Pa), c’p la capacité thermique massique (en J/kg-K) et T la température(K)
-enthalpies massiques de l’air humide
Chacune des enthalpies massiques est
q’H = T.(v’1 – v’2).dp / dT
où q'H(J/kg)= enthalpie massique, nécessaire pour faire changer l’eau en vapeur
v’1 et v’2 (m3/kg)= volumes massiques des 2 états (eau et vapeur)
dp(Pa)= différence de pression entre les 2 états (PHASES)
dT(K)= différence de température
L'enthalpie massique qH de la vapeur d’eau est variable avec la pression et ses valeurs usuelles sont (en J/kg) :
à 103 Pa (donc à 0,01bar >> q’H = 3.104)--
à 104 Pa (donc à 0,1bar >> q’H = 1,9.105)--
à 105 Pa (donc à 1bar >> q’H = 4,2.105)--
à 106 Pa (donc à 10 bar >> q’H = 7,6.105)
-activité d’un gaz -ou d'une vapeur-(yh) c'est similaire au taux d'humidité (pourcentage, sans dimension), mais c'est un rapport enthalpique
-coalescence
C'est le mariage entre une goutte de vapeur et ses voisines, favorisant l'agglomération en gouttes de pluie ou flocons