L'eau
Bonsoir tout le monde,je ne comprend pas trop pourquoi l'eau présente un maximum de densité a 4°C (sous 1atmosphère),je pense avoir comprit que le fait de refroidir l'eau diminue l'énergie cinétique des molécules et qu'il y a donc de plus en plus de lien H qui se forment,mais je ne vois pas pourquoi cette évolution n'est pas constante jusqu'a 0°C...Pourriez vous m'éclairer?Merci
Personne ne comprend vraiment pourquoi le maximum de densité de l'eau est à 4°C. J'ai lu une fois l'explication suivante. La glace est plus légère que l'eau. Elle est donc structurée de manière à laisser d'importantes lacunes dans l'empilement des molécules H2O. Quand la glace fond, ces lacunes disparaissent et les molécules d'eau en désordre remplissent les lacunes. Donc l'eau est plus dense, plus lourde que la glace. Mais il faut croire que ce démantélement des blocs de glace à 0°C - 1°C n'est pas complet. Il reste quelques globules de glace en solution dans l'eau à 1°C, 2°C. L'eau, entre 0°C et 4°C serait une "solution" de grains de glace dans l'eau. A 4°C, les derniers petits "glaçons" ont disparu.
Vu autrement on pourrait donc dire que l'eau refroidie jusqu'a 4 degrés possède un nombre limité de liaisons H(en fait vu que l'energie cinetique diminue,le nombre moyen de "premiers voisins" augmentent et ceci va de pair avec la densité) ,et qu'a partir de 4 degré des structures ordonnées apparaissent sporadiquement entre un nombre reduit d'atomes(par rapport au nombre total,ce qui donne l'impression visuelle que l'eau est liquide) ce qui va de pair avec une reduction de la densité...est ce bien cela?
Tu utilises une autre terminologie pour dire la même chose que moi.
ceci est en contradiction avec le fait qu'il faut refroidir l'eau à -1°C voir -3°C pour obtenir de la glace! à moins de mettre des germes (petits cristaux de glaces) et dans ce cas ces germes vont se metre à grossir dès que la température est infèrieure à 0.00001°C !
car selon votre théorie il y aurait ± des germes de glaces dès +3.999°C !
Il est tout a fait possible que ces germes deviennent de plus en plus nombreux et important au fur et a mesure que la temperature baisse et cela jusqu'a ce que tout se fige...ou est la contradiction?
Bonsoir tout le monde,ce fil revient de loin,mais c'est parce que je n'arrive toujours pas a m'expliquer clairement ce phenoméne surtout a cause de la remarque de acx01b...
Des réactions?
vers les 0° et en dessous , beaucoup de pont hydrogene, qui force un angle de 180° entre O-H--O donc faible densité
a plus haute temperature , agitation des molécules etc donc elles sont plus éloignée
donc sur un graph ca donnerai ca de la densité en fct de la temp :
\./
avec le min a 4°
sous les 4° des liaison H commence a se former mais pas suffisement que pour "rigidifier" et solidifier l'eau
Envoyé par moco
de l'eau qui ne fond vraiment qu'un peu au dessus de 0°C et qui ne gele vraiment qu'un peu en dessous... Ca me rappelle la théorie de Landau et les histoires de paramètres d'ordres (renseignez vous sur cette théorie, et aussi sur les travaux d'Erhenfest, c'est très interessant). Au vu de Landau, il est évident qu'un systeme qui subit une transition ordre-desordre du premier ordre a un certain retard : il s'ordonne un peu au dessous de la température de transition quand on refroidi (surfusion, sursaturation...) et il se désordonne un peu au-dessus quand on chauffe pour des raisons de cinétique (barrières de potentiel entre l'état ordonné et désordonné).
Bon, cela ne répond pas à la question du comportement étrange de la densité de l'eau, mais montre qu'il n'y pas vraiment de contradiction.
Pour ce qui est de la densité de l'eau, à l'arrache, ca doit forcément etre une question d'interactions microscopiques, il ya surement 2 phénomènes opposés concurents qui inversent leurs rapport de force à 4°C. pourquoi pas l'agitation thermique qui diminue la densité avec la température, et les liaisons hydrogènes qui tendent a imposé un ordre a courte distance qui réduit la densité. A haute température, l'agitation thermique l'emporte sur la mise en ordre, c'est elle qui "pilote" la densité. Si on baisse la température, la densité augmente, mais cette augmentation est ralentie par les mises en ordres locales de plus en plus tolérées. L'ordre local l'emporte en-dessous de 4°C (pourquoi cette température... bien malin qui pourrait le dire...), diminuant la densité a mesure qu'il se généralise.
objection : pourquoi les mises en ordres locales n'amorcent-t-elles pas la cristallisation en passant 0°C?
réponse a priori : les agrégats ne dépassent peut-etre pas la taille du germe critique.
remarque : il me semble fortuit qu'on observe cette diminution de densité en dessous de 4°C : imaginez que la température de fusion de l'eau soit plus elevé... d'ailleurs observe-t-on ce phénomène a pression plus élevée ou plus faible?
m@ch3
Les molécules d'eau sont liées par des ponts hydrogènes.Ces liaisons sont des liaisons beaucoup plus longues que la liaison normale OH de la molécule d'eau.
Quand on chauffe la glace,on brise en premier lieu ces liaisons H (peu fortes)--> augmentation de la masse volumique car les molécules se rapprochent les liaisons les plus longues se brisent.
A ce phénomène s'ajoute, un phénomène de dilatation thermique--> diminution de la masse volumique
A 4°C, ces deux effets se compensent
