Pression de vapeur saturante de l'eau

La pression de vapeur saturante de l'eau peut s'exprimer à partir de la formule de Clausius-Clapeyron intégrée comme suit[1] :

${\displaystyle P=P_{0}\times \exp \!\left[{L\times M \over R}\left({1 \over T_{0}}-{1 \over T}\right)\right]}$

L'enthalpie de vaporisation ${\displaystyle L}$ varie avec la température, la formule ci-dessus n'est qu'une approximation. De plus, elle n'est valable que pour des pressions de l'ordre de la pression atmosphérique.

On considère le point d'ébullition de référence ${\displaystyle P_{0}}$ = 1 atm = 1 013,25 hPa et ${\displaystyle T_{0}}$ = 373,15 K (à pression atmosphérique l'eau bout à 100 °C). ${\displaystyle L}$ = 2,470 × 10⁶ J/kg est l'enthalpie de vaporisation de l'eau à 20 °C. ${\displaystyle R}$ est la constante universelle des gaz parfaits. ${\displaystyle M}$ = 18,01 g/mol est la masse molaire de l'eau. À la température ${\displaystyle T}$ (en kelvins), la pression de vapeur saturante ${\displaystyle P}$ de l'eau (en atmosphères) est donc de :

${\displaystyle P=1\times \exp \!\left[{2{,}470\times 10^{6}\times 0{,}01801 \over 8,3144621}\left({1 \over 373,15}-{1 \over T}\right)\right]=\exp \left(14{,}34-{5\,350 \over T}\right)}$

Cette formule n'est valable que pour des températures d'environ 20 °C. Elle diffère légèrement de la formule de Rankine donnée ci-dessous. Les formules suivantes donnent également la pression de vapeur saturante de l'eau par ordre de précision croissante.

• Formule de Rankine, une simplification de la formule de Dupré[2]^,[3] :

${\displaystyle P=\exp \left(13{,}7-{\frac {5\,120}{T}}\right)}$

où ${\displaystyle P}$ est la pression de vapeur saturante (en atmosphères) et ${\displaystyle T}$ est la température en kelvins.

• Équation d'Antoine :

${\displaystyle \log _{10}P=A-{\frac {B}{C+T}}}$

où la température ${\displaystyle T}$ est en degrés Celsius et la pression de vapeur saturante ${\displaystyle P}$ est en mmHg. Les constantes sont les suivantes :

	${\displaystyle A}$	${\displaystyle B}$	C	${\displaystyle T_{\text{min}}}$ (en °C)	${\displaystyle T_{\text{max}}}$ (en °C)
Eau	8,07131	1730,63	233,426	1	99
Eau	8,14019	1810,94	244,485	100	374

La table ci-dessus liste les pressions de vapeur saturante en kPa et Torr en fonction de la température exprimée en degrés Celsius (°C)[4].