Surfusion de l'eau

De Wikidebrouillard.

Article incomplet en cours de rédaction

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Sommaire

1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
4 Explications
- 4.1 De manière simple
- 4.2 Allons plus loin dans l'explication
5 Liens avec d'autres expériences
- 5.1 Sur Wikidébrouillard
- 5.2 Autres expériences
6 Applications : liens avec le quotidien
7 Catégories

Présentation de l'expérience

Comment épater vos amis, votre famille en congelant de l'eau liquide devant leurs yeux ?

Matériel

1 bouteille d'eau qui n'a jamais été ouverte
1 grand récipient pouvant contenir la totalité du liquide de la bouteille

L'expérience

Congeler l'eau liquide d'une bouteille d'eau en la versant dans un récipient

La manipulation

Prendre une bouteille d'eau (peu importe la marque) et la mettre dans le congélateur de votre réfrigérateur. Attendre environ 6h, la sortir et la verser dans le récipient.

Quelques conseils :

Prendre une bouteille d'eau qui n'a jamais été ouverte
le temps d'attente dépend de la puissance de vote congélateur (pour une congélateur *** il vous faudra moins de 6h)
Lorsque vous sortez la bouteille, ne la secouez pas trop, elle pourrait congeler avant que vous ne la versiez !!

Que voit-on ?

Nous pouvons remarquer qu'au début, l'eau que l'on verse reste liquide mais plus on verse vite et plus l'eau va congeler ! Nous pouvons observer la formation des cristaux : l'eau congèle

Explications

De manière simple

Nous apprenons, dès tout petit, que l'eau liquide devient glace à 0°C ce qui est toujours vrai mais cela dépend de la pression.
L'eau contenue dans la bouteille est à une certaine pression qui fait que l'eau qu'elle contient pourra descendre à une température inférieure à 0°C sans congeler.
En retirant la bouteille avant qu'elle ne congèle, et en lui apportant de l'énergie (comme la verser dans un récipient) l'eau congèlera.

Allons plus loin dans l'explication

2 hypothèses sur le pourquoi du comment de ce phénomène :

1- Lorsque l'eau est embouteillée, la pression de l'eau à l'intérieur de la bouteille est différente de la pression atmosphérique.

Lorque qu'on la refroidit (comme dans l'expérience) et que l'on verse l'eau ensuite, la pression de l'eau revient à la pression atmosphérique ce qui provoque un choc et donc déclenche la formation des cristaux dans l'eau, sa congélation.

2- "La surfusion est l'état d'une matière qui demeure en phase liquide alors que sa température est plus basse que son point de solidification" Graphiques

- Lors d'une solidification "classique" : quand l'eau liquide passe à l'état d'eau solide, la température reste à 0°C tant que tout le liquide n'est pas solidifié. C'est un palier de température qui a lieu lors du changement d'état.
- Lors d'une surfusion, l'eau reste liquide en dessous de 0°C, mais, à la moindre perturbation, la température de l'eau remontera à sa température classique de changement d'état (0°C).

Plus une eau est pure, moins elle aura d'impuretés, plus elle pourra descendre en température sans congeler ; par contre au moindre petit choc (la secouer tout simplement) lancera la processus de congélation.

La surfusion sur Wikipedia

Liens avec d'autres expériences

Sur Wikidébrouillard

Balade thématique sur l'eau

Autres expériences

Applications : liens avec le quotidien

Nous pouvons retrouver ce phénomène de surfusion de l'eau lors des pluies verglaçantes. En effet, la pluie qui tombre est sous forme liquide et au contact du sol (matière solide) elle se transforme en glace.