La température d'évaporation dans le vide n'est pas une valeur fixe.
Elle dépend de plusieurs facteurs, dont la pression de vapeur de la substance et le niveau de vide appliqué.
Dans le vide, le point d'ébullition d'une substance est inférieur à son point d'ébullition standard à la pression atmosphérique.
Cela est dû à la réduction de la pression de l'air dans le vide.
Quelle est la température d'évaporation dans le vide ? 4 facteurs clés expliqués
1. Pression atmosphérique réduite et point d'ébullition
Dans le vide, la pression de l'air est nettement inférieure à la pression atmosphérique standard (760 torr ou 1 bar).
Par exemple, la température d'ébullition de l'eau, qui est de 100 °C à la pression atmosphérique standard, peut être ramenée à moins de 50 °C si le vide est réduit à 5 torr (6,6 mbar).
Ce principe s'applique également à d'autres solvants, tels que le diméthylformamide (DMF) et le sulfoxyde de diméthyle (DMSO).
Ces solvants peuvent également s'évaporer à des températures inférieures à leur point d'ébullition standard lorsqu'ils sont soumis à un vide similaire.
2. Pression de vapeur et propriétés des matériaux
La pression de vapeur d'un matériau est la pression exercée à une température donnée lorsque le matériau est en équilibre avec sa propre vapeur.
Cette pression est fonction à la fois du matériau et de la température.
Par exemple, le chrome a une pression de vapeur d'environ 4 031°F à 760 torr, qui tombe à environ 2 201°F à une pression beaucoup plus faible de 10¯5 torr.
Cela indique que la température nécessaire à l'évaporation peut être nettement plus basse dans le vide en raison de l'augmentation de la pression de vapeur à des pressions plus basses.
3. Applications pratiques et équipement
Dans les applications pratiques, l'évaporation sous vide est souvent utilisée dans des systèmes équipés de pompes turbomoléculaires et d'autres technologies du vide pour atteindre les basses pressions nécessaires.
Ces systèmes sont conçus pour traiter l'évaporation de divers matériaux à des températures nettement inférieures à leur point d'ébullition standard.
Par exemple, les évaporateurs thermiques sont conçus pour atteindre des pressions de base de 10-06 mbar en une heure, ce qui permet l'évaporation de matériaux à des températures contrôlées et réduites.
4. Température requise pour l'évaporation
La température réelle requise pour évaporer un matériau dans des conditions de vide est déterminée par la pression de vapeur du matériau au niveau de vide spécifique.
Par exemple, le point d'ébullition de l'or dans des conditions normales est de 2 700 °C, mais il ne faut qu'environ 950 °C pour libérer la vapeur d'or à un niveau de vide de 5×10-6 mbar.
Cela met en évidence la réduction significative de la température nécessaire à l'évaporation dans des conditions de vide.
En conclusion, la température d'évaporation dans le vide est une valeur dynamique qui dépend du matériau spécifique et du niveau de vide appliqué.
En réduisant la pression de l'air, les substances peuvent être évaporées à des températures bien inférieures à leur point d'ébullition standard.
Il s'agit d'un principe fondamental dans de nombreux processus scientifiques et industriels.
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