Fonte des glaces
De Wikidebrouillard.
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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 ?
Cette expérience reconstitue et compare les conséquences de la fonte de la banquise et des icebergs et celle des glaciers sur le niveau des mers et des océans. Elle permet de comprendre quelles glaces participent à la montée des eaux lorsqu'elles fondent.
Matériel
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2 verres
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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
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De l'eau chaude
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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].
- 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-elle 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
En dehors du rôle de la poussée d'Archimède, la dilatation de l'eau en fonction de la température intervient aussi. Dans cette expérience, on a utilisé de l'eau chaude pour faire fondre le glaçon plus vite. 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 nous aurions obtenu les mêmes résultats : la fonte de la glace déjà contenue dans le verre ne fait pas monter le niveau d'eau, mais celle d'un glaçon situé à l'extérieur ajoute de l'eau et fait monter ce niveau.
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
La banquise est une étendue de mer gelée, elle se forme lorsque la surface de la mer gèle 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 rajoute de l'eau à la mer, 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.
La montée du niveau des océans observée actuellement est due non seulement à la fonte des glaces mais également à l'élévation de la température de l'eau car ce phénomène provoque une dilatation de l'eau, elle occupe donc un volume plus important quand la température augmente.
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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