Fonte des glaces
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Version du 1 octobre 2015 à 10:36
Sommaire |
Présentation de l'expérience
Pourquoi la fonte de la banquise, des icebergs ou des glaciers n'a-t-elle pas le même impact sur le niveau des océans ?
Matériel
-
2 verres
-
2 assiettes
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Un livre
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Une règle plate en plastique
- Fichier:Glaçon.jpg 4 glaçons
- Fichier:Pâte à modeler.jpg De la pâte à modeler
-
De l'eau chaude
-
Une bouilloire
L'expérience
La manipulation
- Poser un verre sur une assiette. Y mettre 3 glaçons et remplir à ras bord d'eau chaude.
- Poser l'autre verre sur la deuxième assiette, et le remplir à ras bord d'eau chaude.
- Placer une bande de pâte à modeler sur une extrémité de la règle.
- Placer le livre à la verticale à proximité du deuxième verre (eau chaude seule).
- Poser la règle en équilibre entre le haut du livre et le deuxième verre.
- Poser un glaçon sur la règle, contre la butée en pâte à modeler.
- Attendre et observer.
Que voit-on ?
Le premier verre qui contient les trois glaçons ne déborde pas, alors que le deuxième déborde.
Explications
De manière simple
- Dans le premier verre, au départ, c'est l'ensemble glaçon et eau qui place le niveau à ras bord. Or, en vertu du principe d'Archimède, le niveau de l'eau ne doit pas augmenter lorsque la glace fond, comme expliqué ici [fichier pdf].
En dehors du rôle de la poussée d'Archimède, il y a encore la dilatation de l'eau en fonction de la température qui intervient. Dans cette expérience, on a mis de l'eau chaude pour faire fondre le glaçon plus vite et limiter la durée. En fait, après la fonte l'eau a une température plus faible et donc un volume légèrement plus faible, ce qui contribue encore à ne pas faire déborder l'eau. Mais, on aurait pu faire la même expérience avec de l'eau froide et les conclusions auraient été les mêmes.
- Dans le deuxième verre, l'eau est à ras bord et le glaçon qui fond sur la règle ajoute de l'eau liquide qui vient s'ajouter à l'eau déjà présente dans le verre, ce qui le fait déborder.
Questions sans réponses (mais qui font réfléchir...)
- Quelle est la densité de l'eau dans ces différents états ?
- Pourquoi l'eau prend plus de place à l'état solide ?
- Est-ce qu'on obtiendrait les mêmes résultats sur la lune où la poussée d'Archimède est 6 fois moins forte ?
Allons plus loin dans l'explication
La banquise est une étendue de mer gelée, elle se forme lorsque la surface de la mer gèle et s'étend durant l'hiver polaire. Lorsque le temps se réchauffe, la banquise fond (en partie), mais cette fonte ne produit pas de hausse du niveau de l'eau car comme dans le premier verre de l'expérience la banquise est déjà dans l'eau.
Les icebergs sont des morceaux de glaciers (de l'eau douce sous forme de glace qui s'accumule sur les continents lorsqu'il neige) qui se sont détachés sous l'effet du vent ou du réchauffement et sont tombés dans la mer. Au moment où ils tombent ils ajoutent un volume d'eau gelée au niveau de la mer.
C'est la fonte des glaciers montagneux, principalement au pôle sud (antarctique), qui provoque une augmentation du niveau de la mer. Car comme dans le second verre de l'expérience, c'est la fonte de la glace non contenue dans la mer qui s'ajoute et qui provoque une montée du niveau de la mer, directement par l'eau liquide issue de la fonte des glaciers, ou par la chute d'icebergs dans la mer.
Liens avec d'autres expériences
Expériences sur Wikidébrouillard
Autres expériences
http://www.curiosphere.tv/MINTE/MINTE10977/page_10977_71571.cfm
Applications : liens avec le quotidien
À l'heure où la question environnementale prend beaucoup de place, voici un lien qui traite du réchauffement climatique et de la fonte des glaces.
Lieux propices à sa réalisation
L'expérience est réalisable chez soi, ou dans un atelier. Tout le matériel nécessaire est disponible en grande surface ou chez soi.
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