La chaleur de vaporisation, ΔHvap, parfois appelée enthalpie de vaporisation, est la quantité d’énergie nécessaire pour convertir un liquide en vapeur au point d’ébullition. Cette énergie est indépendante de tout composant résultant d’une élévation de température. La chaleur de vaporisation est souvent mesurée à la pression atmosphérique et au point d’ébullition ordinaire, bien que ce ne soit pas toujours le cas. Étant donné que le point d’ébullition de tout liquide varie avec la pression environnante et que la chaleur de vaporisation dépend également de cette pression, la chaleur de vaporisation d’un liquide doit dépendre de la température. Les graphiques bidimensionnels (2D) illustrent une relation simple et quasi-parabolique pour la plupart des liquides courants.
De nombreuses influences doivent être prises en compte si le processus d’ébullition ou de vaporisation doit être complètement compris. Parmi celles-ci figurent les forces de liaison intermoléculaires telles que les forces de van der Waal – qui incluent au moins les forces de dispersion de Londres – et les forces de liaison hydrogène beaucoup plus fortes, le cas échéant. Les travaux nécessaires à l’expansion du gaz doivent être inclus. De plus, pour la plupart, l’énergie potentielle du liquide a été convertie en énergie cinétique dans le gaz. Il est erroné de supposer que la totalité de cette énergie cinétique existe sous forme d’énergie de translation ; une partie devient de l’énergie de rotation et de l’énergie vibratoire.
À un niveau plus basique, un modèle conceptuel décrit pour la première fois en 2006 dans la revue Fluid Phase Equilibria est prometteur. Dans ce modèle, les données empiriques pour 45 éléments concordaient bien lorsque deux hypothèses ont été faites : la surface d’un liquide est flexible et une particule utilise toute son énergie latente pour se libérer des particules bloquant son échappement – la résistance de surface. Dans cette étude, la surface maximale pouvant contenir une particule dans son liquide environnant a été utilisée dans les calculs. De petits écarts entre les calculs et la réalité ont été expliqués en termes d’approximations, telles que l’approximation de la sphère dure pour les atomes.
La chaleur de vaporisation est d’une importance considérable pour les appareils de distillation industriels. Il est également important dans les situations où la pression de vapeur doit être prise en compte, comme dans la conception et le fonctionnement des installations de chauffage à vapeur. Une expression mathématique d’un intérêt particulier à cet égard est l’équation de Clausius-Clapeyron. Cette équation combine la chaleur de vaporisation avec les pressions et températures du système. En utilisant l’équation, à partir d’une température et d’une pression de vapeur particulières, une seconde pression de vapeur peut être déterminée à une autre température.