L'eau gèle à zéro degrés Celsius car c'est à cette température que les molécules d'eau ralentissent suffisamment pour former une structure ordonnée solide, ce qu'on appelle la glace.
L'eau a des propriétés uniques qui la rendent super spéciale. D'abord, c'est l'un des rares liquides qui se dilate quand il gèle. La densité de l'eau liquide est la plus élevée à 4 degrés Celsius, pas à 0. C'est pourquoi la glace flotte. Ensuite, l'eau a une chaleur spécifique élevée. Ça veut dire qu'il faut beaucoup d'énergie pour la chauffer ou la refroidir. Puis, l'eau a une tension superficielle élevée, ce qui permet aux petites bestioles de marcher dessus. Enfin, elle a une capacité de solvant incroyable, dissolvant plus de substances que n'importe quel autre liquide.
Les molécules d’eau sont composées de deux atomes d’hydrogène attachés à un atome d’oxygène, formant une structure en V. Cette forme unique permet la formation de liaisons hydrogène entre molécules d’eau voisines. Les liaisons hydrogène sont des forces attractives faibles mais cruciales, qui relient les molécules d'eau ensemble. Quand la température baisse, ces liaisons les rapprochent, formant un réseau stable et régulier qu’on appelle glace. C’est ce réseau cristallin qui donne à la glace sa structure solide. Les liaisons hydrogène sont responsables de pas mal de bizarreries de l’eau, comme sa densité maximale à 4 degrés Celsius, et son expansion en gelant.
La pression atmosphérique joue un rôle crucial dans le point de congélation de l'eau. Plus la pression est élevée, plus il est difficile pour les molécules d'eau de se fixer en une structure solide. À la pression atmosphérique normale, 0 degré Celsius est le point où l'eau gèle. Si tu es en haute altitude, la pression diminue. Résultat ? L'eau gèle à une température légèrement inférieure. En gros, moins il y a de pression, plus le point de congélation baisse. C’est un effet super pratique pour mieux comprendre des trucs comme pourquoi tes pipes à eau peuvent geler plus facilement à la montagne qu’au bord de la mer.
La glace, c'est de l'eau gelée à zéro degrés Celsius. Pourtant, d'autres substances ne suivent pas la même règle. Par exemple, l'éthanol, qu'on trouve dans les boissons alcoolisées, gèle autour de -114 degrés Celsius. Voilà pourquoi votre vodka ne gèle pas au congélateur. Le mercure, utilisé dans les vieux thermomètres, gèle à -39 degrés Celsius. Ça nécessiterait un congélateur bien costaud! Les huiles, elles, varient beaucoup, certaines gardent leur forme liquide même par un froid glacial. Finalement, le dioxyde de carbone passe directement de l'état solide (neige carbonique) à gazeux à -78.5 degrés Celsius sans même passer par la case liquide. Chaque substance a sa propre danse de molécules, ses températures de fusion et de congélation dépendant de sa structure chimique.
Des expériences simples montrent que l'eau gèle à zéro degrés Celsius. Un classique : mettez de l'eau dans un congélateur. À température de zéro, elle se transforme en glace. Facile.
Des scientifiques ont aussi regardé ça sous le microscope. Ils ont observé que les molécules d'eau, en gelant, s'organisent en une structure cristalline. Génial, non ? Les liaisons hydrogène font tout le boulot.
On a aussi testé avec de l'eau pure et de l'eau avec des impuretés. L'eau pure gèle plus facilement. Les impuretés perturbent le réseau cristallin. Vous avez peut-être une piscine chauffée l'hiver pour éviter ça.
Un autre test cool a été de changer la pression. Baisser la pression fait baisser le point de congélation. On peut avoir de la glace à température ambiante avec la bonne pression. Impressionnant.
Le point de congélation de l'eau peut varier en fonction de la pression atmosphérique : plus la pression est basse, plus l'eau gèle à des températures inférieures à zéro degré Celsius.
L'eau pure peut parfois rester liquide en dessous de zéro degré Celsius, un phénomène appelé surfusion. Elle gèlera instantanément si on y ajoute un noyau de glace ou si on la perturbe.
Les cristaux de glace formés lors de la congélation de l'eau ont une structure hexagonale régulière, ce qui est une des raisons pour lesquelles la neige présente des formes si variées et symétriques.
La température de congélation de l'eau peut être influencée par des impuretés dissoutes dans l'eau, ce qui peut expliquer pourquoi l'eau salée gèle à des températures inférieures à zéro degré Celsius.
L'eau gèle à zéro degrés Celsius car à cette température, les molécules d'eau ralentissent suffisamment pour former une structure cristalline solide.
La pression peut influencer le point de congélation de l'eau : une pression plus élevée peut abaisser le point de congélation, tandis qu'une pression plus basse peut le relever.
Oui, il est possible de geler de l'eau à une température supérieure à zéro degré Celsius en augmentant la pression ou en ajoutant des impuretés à l'eau.
La fusion est le processus par lequel l'eau passe de l'état solide à l'état liquide, tandis que la solidification est le processus inverse, où l'eau passe de l'état liquide à l'état solide.
On ajoute du sel sur les routes pour éviter le gel car le sel abaisse le point de congélation de l'eau, ce qui empêche la formation de glace.
Personne n'a encore répondu à ce quizz, soyez le premier !' :-)
Question 1/5
