Glossaire

chaleur latente

Une substance matérielle homogène se trouve dans un état physique déterminé, qui est généralement l'un des trois états solide, liquide ou gazeux ; pour qu'elle puisse changer de phase, c'est-à-dire passer d'un état à un autre dans le milieu où elle évolue, il faut qu'une certaine quantité d'énergie lui soit tantôt apportée (dans le cas de l'évaporation, par exemple), tantôt retranchée (par exemple dans le cas de la condensation) en proportion directe de sa masse, cela sous forme de chaleur : c'est cette quantité de chaleur qui a pour nom chaleur latente. La température de la substance reste alors constante tout au long de son passage d'un premier à un second état ; de plus, le processus physique auquel elle est soumise est réversible : autrement dit, la chaleur latente qu'elle doit soit recevoir, soit fournir pour passer ensuite du second état au premier a la même valeur que la chaleur latente qu'elle avait soit fournie, soit reçue dans la transformation initiale.

Ainsi, l'alcool liquide d'un thermomètre, quand il est soumis à un refroidissement, finit par passer à l'état solide ; la chaleur qu'il émet alors ne modifie pas sa température : elle se transmet à l'air environnant à travers son contenant. De même, le butane liquide d'une bouteille, quand il est soumis à une détente, passe à l'état gazeux : la chaleur qu'il absorbe alors lui est transmise par l'air environnant à travers son contenant, mais ne modifie pas sa température. Dans les deux cas, le changement de phase se traduit par un gain ou une perte de chaleur latente, dont on peut vérifier que l'action est réversible (placés dans des environnements nouveaux, l'alcool ou le butane redeviendraient liquides en regagnant ou en perdant sous forme de chaleur la quantité exacte d'énergie qu'ils avaient respectivement perdue ou gagnée).

Cette forme d'échange de chaleur que l'on rencontre lors des changements de phase est générale, mais en météorologie, elle s'applique tout particulièrement à l'eau, dans l'atmosphère en premier lieu, dans l'hydrosphère et la biosphère en second lieu : en effet, la condensation liquide ou la condensation solide de la vapeur d'eau émettent de l'énergie (de même que la congélation de l'eau liquide) en libérant de la chaleur, tandis que l'évaporation de l'eau liquide ou la sublimation de la glace absorbent de l'énergie (de même que la liquéfaction de la glace) en empruntant de la chaleur. Dans l'atmosphère, l'énergie ainsi prise au milieu ambiant par évaporation ou par sublimation peut être transportée aussi bien horizontalement que verticalement, puis libérée par condensation en constituant alors une source d'énergie pour l'air de zones atmosphériques plus ou moins éloignées du point de départ (d'où le qualificatif de "latente").