Archives des Physique - illustrascience https://illustrascience.fr/category/physique/ Science et environnement: on apprend mieux en s'amusant Tue, 04 Apr 2023 10:01:09 +0000 fr-FR hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.5.7 https://illustrascience.fr/wp-content/uploads/2018/11/Logo_illustrascience-75x75.png Archives des Physique - illustrascience https://illustrascience.fr/category/physique/ 32 32 Pourquoi la glace flotte-elle? https://illustrascience.fr/pourquoi-la-glace-flotte-elle/ https://illustrascience.fr/pourquoi-la-glace-flotte-elle/#respond Wed, 21 Aug 2019 08:52:54 +0000 https://illustrascience.fr/?p=322 dans cet article, Nous verrons pourquoi la glace occupe plus de volume que l’eau liquide et par la même occasion, pourquoi un glaçon flotte. Si vous ne l’avez pas encore vu, je vous conseille de lire l’article sur les différents états de la matière Comme nous l’avons vu dans l’article dont je vous parlais précédemment, […]

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dans cet article, Nous verrons pourquoi la glace occupe plus de volume que l’eau liquide et par la même occasion, pourquoi un glaçon flotte.
Si vous ne l’avez pas encore vu, je vous conseille de lire l’article sur les différents états de la matière

Comme nous l’avons vu dans l’article dont je vous parlais précédemment, la matière à l’état solide est supposée occuper un volume plus faible qu’à l’état liquide car les molécules sont plus rapprochées et leur liaisons sont plus fortes.
Mais dans le cas de l’eau, c’est l’inverse :
La glace occupe plus de volume que l’eau liquide : vous pouvez effectuer l’expérience en mettant de l’eau dans une bouteille au congélateur : le niveau augmentera quand celle ci sera congelée : cela peut même déformer votre bouteille ou la faire éclater.

Alors comment expliquer cela ?

Il s’agit d’une Anomalie dilatométrique

Comme dans tout liquide les molécules d’eau sont faiblement liées.
A l’état solide, les molécules plus liées devraient être plus proches et donc occuper un plus petit volume.
Mais dans le cas de l’eau, les liaisons forment un réseau hexagonal qui laisse beaucoup de place entre chaque molécules. Plus de place qu’a l’état liquide. La glace occupe donc un volume plus important

Le volume de la glace est donc plus grand que celui de l’eau liquide,
mais sa masse ne change pas car il y a le même nombre de molécules

Ainsi la masse volumique de l’eau liquide est de 1g/cm3
Alors que celle de la glace est de 0,9g/cm3

Ce qui explique pourquoi la glace flotte

 

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Les états de la matière: explications https://illustrascience.fr/les-etats-de-la-matiere-explications/ https://illustrascience.fr/les-etats-de-la-matiere-explications/#comments Wed, 21 Aug 2019 08:37:02 +0000 https://illustrascience.fr/?p=315 La matière peut exister sous forme de solide, de liquide ou de gaz, elle existe aussi sous une autre forme très peu présente sur terre.. mais nous verrons cela à la fin de cette vidéo. L’état solide un solide est de forme et de volume défini, Ses molécules (qui peuvent être aussi des atomes), sont […]

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La matière peut exister sous forme de solide, de liquide ou de gaz, elle existe aussi sous une autre forme très peu présente sur terre.. mais nous verrons cela à la fin de cette vidéo.

L'état solide

un solide est de forme et de volume défini, Ses molécules (qui peuvent être aussi des atomes), sont très rapprochées et liées en elles. Elles n’effectuent que des mouvement de vibration.

L'état liquide

Le liquide a un volume défini mais sa forme dépend du contenant ( Ses molécules sont peu liées entre elles. Elles effectuent des mouvements de rotation et de vibration

L'état gazeux

A l’état de gaz, qui est de forme et de volume non défini, les molécules sont éloignées et ne sont pas liées entre elles . Elles effectuent des mouvements de rotation, de vibration et de translation.

Volume et masse

Comme nous venons de le voir, l’espacement entre les molécules varie d’un état à l’autre, ainsi le volume change. L’état gazeux occupe un volume plus important que l’etat liquide qui est lui même plus volumineux que l’état solide
Mais alors pour l’eau… pourquoi la glace est-elle plus volumineuse que l’eau liquide alors que cela devrait être le contraire ? C’est le sujet d’une vidéo complémentaire que je vous invite à voir.
On peut noter aussi que d’un état à l’autre, la quantité de matière ne varie pas, donc la masse reste la même

Les changements d'état

La matière peut changer d’état : ces changements dépendent de la température et de la pression.

Plus la température augmente ou la pression baisse, plus les molécules sont en mouvement et s’éloignent, Plus la température baisse ou la pression augmente, moins les molécules sont agitées et plus elles se resserrent(animation :agitation et écartement des molécules). Ceci explique aussi la dilatation et la contraction de la matière. A un certain niveau d’agitation, les liaisons entre les molécules peuvent se faire ou se défaire, c’est le passage d’un état à un autre.

Chaque changement d’état porte un nom, les voici sur ce schéma:

 

les changements d'état de la matière

L'état plasma

Il existe un autre état de la matière à des températures beaucoup plus élevées appelé plasma qui n’est que très peu courant sur terre. On le retrouve dans les éclairs et les aurores boréales et australes. Mais dans l’univers, il est beaucoup plus présent: il représente 99% de la matière. Notre soleil et toutes les étoiles sont des boules de plasma. On en retrouve aussi dans les nuages interstellaires. Le Plasma est un gaz ionisé dans lequel les molécules chargées interagissent entre elles et produisent de la lumière.

Il est beaucoup utilisé dans l’industrie et on peut le retrouver dans les écrans du même nom, les tubes néons et les ampoules basse consommation par exemple.Il est le sujet de nombreuses recherches et des applications futures sont à prévoir.

D'autres états ?

Si vous voulez aller encore plus loin , il existe encore des états de la matière plus exotiques que peuvent prendre certains matériaux, le plus connu étant l’état de supraconducteur de certains métaux à des températures proches du zéro absolu

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