En altitude la densité de gaz dans l'air diminue et donc la pression atmosphérique avec elle. De ce fait à 6000 mètres l'eau bout vers 75 degrés Celsius. La température d'ébullition de l'eau baisse avec l'altitude.
La liquéfaction
La vapeur d'eau qui forme les nuages se transforme en liquide. C'est une liquéfaction. A pression normale, la liquéfaction de l'eau pure a lieu à 100°C. La formation de buée sur une vitre froide est un cas de liquéfaction.
Une baisse de pression réduit la température d'ébullition de l'eau, une hausse de pression l'augmente. Par exemple, en haut du mont Blanc où la pression (p = 0,5 bars) diminue de moitié par rapport à la pression atmosphérique, l'eau bout à 85°C, en haut de l'Everest, elle bout à 72°C.
La condensation dans la masse : lorsque la température de la masse d'air diminue en dessous du point de rosée d'avant le refroidissement, il y a condensation de vapeur dans la masse d'air. En altitude ce phénomène s'appelle un nuage , au ras du sol, du brouillard .
Les molécules d'eau (H2O) sont composées de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Ces molécules sont plus légères que les molécules d'azote gazeux (N2) et d'oxygène gazeux (O2). Par conséquent, la vapeur d'eau monte dans l'atmosphère.
La vapeur d'eau n'est pas une « vapeur » comme on le comprend au sens commun, où l'on tend à imaginer une fumée ou une brume visible. Bien au contraire, la vapeur d'eau est rigoureusement un gaz absolument indétectable à l'œil nu, incolore et inodore, qui constitue la phase gazeuse de l'eau que nous connaissons bien.
4. La vapeur d'eau se transforme en eau liquide, c'est une liquéfaction.
Un taux d'humidité élevé et une zone froide provoque une réaction de condensation. La différence entre les températures de l'air et des murs ou autres supports est parfois importante.
L'apparition de l'eau liquide
L'atmosphère primitive est épaisse, la température et la pression sont très élevées et ne permettent pas la présence d'eau liquide. L'eau est présente sous forme de gaz, la vapeur d'eau. Peu à peu, la température du sol diminue, entraînant le refroidissement de l'atmosphère.
La vaporisation est le passage de l'état liquide vers l'état gazeux. Les molécules d'eau se mélangent alors avec celles de l'air. chaleur. Dans les conditions normales de pression (1 atmosphère soit 1013 hPa), la température d'ébullition de l'eau est de 100°C.
C'est ce qui se passe quand le sous-sol profond (plus de 100 mètres) s'effondre sur une nappe phréatique. L'écrasement agit alors comme une main sur une éponge humide, et l'eau chassée emprunte les fissures naturelles pour s'échapper. Celles qui mènent à la surface, voire au sommet d'une montagne, donnent des sources.
Une question de pression
En fait, c'est la pression atmosphérique qui décide de la température d'ébullition de l'eau, car le poids de l'air "presse" sur la vapeur. Ainsi, pour chaque pallier de 300 mètres d'altitude, l'eau bout environ un degré plus bas.
Le froid et l'altitude peuvent masquer ou diminuer la sensation de soif, mais les besoins hydriques sont, eux, très importants. En montagne, on se déshydrate vite, ne serait-ce que par la respiration qui crée une déperdition importante de liquide. La première règle est donc de boire dès le début de l'effort.
Lorsque l'on chauffe de la glace (eau à l'état solide), elle fond et devient de l'eau liquide à 0 °C. Ce changement d'état est appelé la fusion. Exemple : De nos jours, un exemple de fusion préoccupe les scientifiques : la fusion des calottes glaciaires.
Les nuages se forment par condensation de vapeur d'eau, c'est-à-dire par passage de l'eau qu'ils contiennent de l'état gazeux à l'état liquide.
L'eau à l'état liquide
L'eau liquide est un fluide naturel, transparent, qui coule. Elle n'a pas de forme propre, elle ne peut être attrapée. L'eau à l'état liquide est celle que l'on trouve le plus fréquemment autour de nous.
Rappelons que de l'eau liquide existe très vraisemblablement dans le sous-sol profond de Mars, et dans les océans sous-glaciaires d'Europe, de Ganymède, de Callisto, de Titan, d'Encelade, de Triton et de Pluton.
La présence d'eau liquide sur Terre est le résultat d'une pression atmosphérique suffisante à sa surface et du fait que l'orbite terrestre est située dans la zone d'habitabilité du Soleil, celle-ci étant quasi circulaire et stable.
La neige est une précipitation solide qui tombe d'un nuage et atteint le sol lorsque la température de l'air est négative ou voisine de 0°C.
Elle se forme lorsque l'air intérieur saturé d'humidité rencontre des parois froides (vitres, murs, etc.). La vapeur d'eau contenue dans l'air ambiant se condense alors sur les parois pour former de la condensation.
La vapeur d'eau est l'état gazeux de l'eau. Il s'agit du seul état dans lequel l'eau est invisible.
Condensation liquide (liquéfaction) : la transition gazeux-liquide. La condensation liquide implique la transition d'un gaz à un liquide. Ce processus se produit généralement lorsque la température d'un gaz atteint son point de saturation, conduisant à la formation de gouttelettes liquides.
La vapeur d'eau est invisible et elle se forme quand l'eau s'évapore et se transforme en gaz. Ainsi elle se mélange à l'air et l'air devient humide. Quand l'air ne change pas de température ou quand il se réchauffe, la vapeur d'eau reste prisonnière dans l'air et aucun nuage ne se forme.
Un volume d'air donné peut contenir une quantité de vapeur d'eau maximum. Le surplus se condense et devient liquide dans de fines gouttelettes d'eau. Or, plus l'air est froid, plus la quantité de vapeur d'eau possible dans un volume diminue. C'est là que se produit le brouillard.
Lorsque les couches d'air se refroidissent, naturellement, la vapeur d'eau se condense et devient fines gouttelettes d'eau : un nuage se forme. Si ce phénomène se passe près du sol, le nuage s'appelle brume ou brouillard (la distinction entre ces deux expressions vient tout simplement de la différence de visibilité).