bonsoir,

la pression de vapeur saturante de l'eau à 20°C est de 23 mbar (23 hPa)

si on introduit 0.1g d'eau dans un récipient (dans lequel on a fait le vide), l'eau va bouillir spontanément.
Deux cas peuvent se présenter:
a) elle se vaporise complètement (mais il faut pour cela que la pression finale ne dépasse pas P_sat
b) sinon on obtient un équilibre liquide-vapeur à 20°C et la pression vaut exactement P_sat (je suppose que le récipient est maintenu à 20°C)

pour vérifier dans quel cas on se trouve, on suppose que la vaporisation est complète, on calcule P = nRT/V (en supposant le gaz parfait) et on compare le résultat à Psat.
si P<=Psat on est dans le cas a), si P>Psat on est dans le cas b)

sauf erreur

Merci pour votre réponse, mais cela ne répond pas à ma question, qui portait sur la structure logique de la réponse. Ce n'est pas parce que notre supposition n'est pas infirmée par le calcul de P qu'elle en devient bonne.

On se contente de vérifier que l'hypothèse du «tout gazeux » conduit bien à un état stable au regard de la règle régissant l'équilibre entre phase gazeuse et phase liquide d'un corps pur.

Les différentes configurations (eau, eau+vapeur, vapeur) sont bien entendu mutuellement exclusives.

Merci, mais justement ce qui m'embête, c'est qu'on regarde seulement si l'hypothèse est cohérente avec notre calcul de pression. Mais ce n'est pas parce que ce calcul ne contredit pas notre hypothèse, que notre hypothèse devient juste. Je me trompe ?

Mais il ne s'agit justement pas de n'importe quel calcul. C'est le calcul qui permet d'accéder au paramètre critique de ce système : la pression de vapeur. Si l'hypothèse est fausse, le calcul ne peut que faire apparaître une contradiction (en l'occurrence, la pression à l'intérieur du récipient serait supérieure à la pression de vapeur saturante).

Le calcul, parce qu'il est intimement lié à l'état du système, ne se contente donc pas de ne pas contredire, il confirme : cet état est stable, il peut exister.

Il est par ailleurs assez immédiat de voir que la présence d'une phase liquide conduit nécessairement à une pression de vapeur encore inférieure à celle obtenue en faisant l'hypothèse d'une phase gazeuse unique si bien que la pression de vapeur saturante ne peut jamais être obtenue pour ce système, quel que soit l'état envisagé.

Votre enseignant est sans doute passé un peu vite sur la justification de son calcul. Elle est évidemment indispensable.

c'est un problème de physique, avant d'être un problème de logique pure

un liquide dans le vide est hors équilibre thermodynamique et bout spontanément tant qu'il n'atteint pas un état d'équilibre

ici, l'eau dans le récipient va commencer par se vaporiser.
l'état final d'équilibre est soit:
- soit une vaporisation intégrale (pour cela la physique impose P_finale- soit l'équilibre liquide-vapeur (pour cela la physique impose que P_finale=Psat)

si tu montres que l'eau peut se vaporiser intégralement en respectant les lois de la physique (P_finaleELLE LE FERA car rien ne peut l'arrêter de se vaporiser avant P=Psat (équilibre liquide-vapeur)

c'est une loi physique