La
loi de
Henry est un
morceau pas toujours facile à avaler dans la vie
d'un plongeur en formation. Voici une petite
contribution qui pourra peut-être aider ceux,
nombreux, qui ne sont pas très copains avec la
physique.
Pour illustrer le
phénomène de la dissolution, on va considérer que
les molécules sont des petites boules car c'est
beaucoup plus facile à dessiner. Commençons par
parler des solides : si on fiche la paix aux
molécules lorsqu'elles sont très proches les unes
des autres, elles restent sagement collées à leurs
voisines respectives, formant ainsi un bloc, un
"solide". La force qui maintient cette cohésion est
énorme quand, rappelons-le, les molécules sont
proches.
Qu'est-ce qu'un liquide ?
Maintenant on va
commencer à taquiner le solide en le chauffant,
c'est à dire en lui communiquant de l'énergie.
Lorsque les molécules reçoivent cette énergie, elles
commencent à ne plus tenir en place. Un peu comme
votre corps quand vous entendez un morceau de
James Brown. Nos molécules se mettent donc à danser
sur place. Elles sont un peu à l'étroit mais bon,
elles dansent. L'intensité de ce mouvement se
mesure : c'est la température du solide. Si les
molécules sont parfaitement immobile, c'est le "zéro
absolu". Il n'y a rien de plus froid que le zéro
absolu (moins 273,16 °C).
Si on continue à
chauffer le solide, les molécules vont commencer à
exécuter des figures en tournant les unes autour des
autres : l'énergie qu'on leur a communiqué commence
à leur permettre de rivaliser avec la force qui les
maintenait quasi-immobiles. Ce phénomène s'appelle
simplement la fusion. Le solide a changé d'état, il
est devenu liquide ! On commence à se rapprocher de
notre élément. Même dans un verre d'eau froide, les
molécules se promènent.
On met les gaz
Dans un liquide,
il fait "chaud" du point de vue des molécules : ça
bouge, aucune molécule n'est immobile. Qu'à cela ne
tienne, on va chauffer encore pour voir ce qui se
passe. Finalement, l'analogie avec la danse va
encore nous servir. Puisqu'on augmente la
température, les molécules emmagasinent de plus en
plus d'énergie et passent du collé-serré au rock
acrobatique ! On chauffe toujours... Les molécules
finissent par se lâcher et entament un furieux pogo
et se télescopent les unes les autres (C'est encore
un Brown qui a décrit ce mouvement).
Il leur faut
beaucoup de place désormais. On est en présence d'un
gaz, la dissociation entre les molécules est totale.
Elles percutent les parois du récipient, qui a
intérêt à être assez solide pour résister à cette
pression... Ça y est, le mot est lâché. Vous faites
le lien avec la pression maintenant ? C'est vraiment
une force qui s'applique à une surface. Moins il y
aura de place, plus la densité des molécules en
mouvement sera importante, plus la pression sera
élevée.
Une idée : la dissolution

Le décor est
planté. Imaginons maintenant ce qui se passe à la
surface d'un liquide au contact de l'air, par
exemple en considérant notre verre d'eau fraîche. Le
petit dessin ci-contre montre que certaines
molécules présentes dans l'air plongent dans le
liquide. C'est normal, on se rappelle qu'elles se
bousculent les unes les autres. Celles qui cognent
la paroi du réfrigérateur rebondissent, celles qui
touchent la surface de l'eau continuent leur
trajectoire.
Il y a ainsi dans
l'eau un grand nombre de molécules de gaz qui font
trempette. Elles se baladent entre les molécules de
liquide, ressortent parfois vers l'air libre sous la
pression des nouvelles venues (au fait, la
"pression" du gaz dissout dans un liquide s'appelle
"tension").
Le liquide n'est
pas en reste. Loin d'être passif, il peut lui même
éjecter des molécules de gaz. On se souvient que
dans un liquide les molécules "dansent" de façon
rapprochée. Si le liquide se réchauffe, la danse des
molécules se fait plus violente. Les pauvres
molécules de gaz sont bien malmenées ! Beaucoup
sortent du liquide par la surface. Si la température
monte vite (on sort le verre de frigo), on voit
apparaître des bulles dans le liquide.
Les molécules de
gaz ne peuvent plus se promener tranquillement dans
le liquide qui est maintenant trop agité pour toutes
ces molécules de gaz. Elles se regroupent donc pour
danser leur pogo en jouant des coudes avec le
liquide...
La saturation
Notre verre d'eau
va finir par être à température ambiante. On
observera alors un équilibre entre les molécules de
gaz qui y plongent et celles qui en sortent. La
valse des aller-retour continue bel et bien, mais
d'une façon équilibrée (autant d'entrées que de
sorties). On dit alors que le liquide est à
saturation. |