masse volumique de l'eau

[Daral]

Bonjours, J'aimerai savoir si quelqu'un sait pourquoi la masse volumique de l'eau augmente jusqu'à 3,98°C
puis diminue après 3,98°C
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[Duke Alchemist]

Bonjour.

C'est la nature qui veut ça...

Duke.

[PA5CAL]

Bonjour

Quand la température de l'eau est élevée, d'une part l'agitation thermique tend à éloigner les molécules les unes des autres, et d'autre part les liaisons hydrogène entre les molécules se rompent en permanence pour établir de nouvelles liaisons avec d'autres molécules (ce sont les sauts moléculaires). La densité a tendance à diminuer quand la température augmente.

Lorsque la température descend au-dessous de 4°C, ce mouvement incessant diminue suffisamment pour que les liaisons hydrogène créent dans l'eau liquide des structures qui, comme dans la glace, laissent un espace vide entre les molécules. La densité a alors tendance à diminuer quand la température baisse.

On se retrouve ainsi avec une densité minimale aux alentours de 4°C.

[moco]

Je vais répéter ce que dit PASCAL, mais en employant d'autres mots.
La glace et formée d'hexagones comme on en voit dans le cyclohexane, où les sommets sont occupés par des atomes O et les atomes sont sur le côtés. Ces hexagones sont liés entre eux comme dans une ni d'abeilles. Mais il y a un trou au milieu de l'hexagone. Et il n'y a rien dans ce trou ! Rien ! pas même de l'air.
A 0°C, la glace fond, les hexagones disparaissent et les molécules d'eau peuvent remplir le trous de la glace. Donc l'eau est plus compacte que la glace, et prend moins de place. C'est pourquoi la glace flotte sur l'eau liquide. Mais il semble que les hexagones ne sont pas tous détruits, car en chauffant l'eau de 0°C à 4°C, la masse volumique augmente. Il y a encore de temps en temps un ou deux hexagones conservés. Quand on arrive à 4°C, tous les hexagones sont détruits. Et quand on chauffe au-delà de 4°C, l'apport de chaleur augmente l'agitation des molécules, ce qui tend à les séparer davantage, et donc à faire augmenter le volume du liquide. De 0°C à 4°C, cet effet est compensé par la disparition des hexagones.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Daral]

c'est pas clair. Tu dis que la densité est minimale a 4°c sa voudrai donc dire que la masse volumique de l'eau est aussi minimale a 4°C or c'est pas le cas,
la masse volumique et la densité de l'eau est maximale a 4°C.

[Daral]

donc si j'ai bien compris quand les hexagone casse le fait que la température de 0 a 4°c Compense l'augmentation de volume de l'eaula masse volumique augmente. Mais
comme a 4°c IL Y A plus d'hexagone alors il ya plus composation et la masse volumique baisse c'est ca ?

[moco]

Oui. Tu t'exprimes mal. Mais c'est bien cela. De 0°C à 4°C, l'agitation thermique augmente. Donc l'eau devrait se dilater et prendre plus de place, et la masse volumique devrait augmenter. Mais comme simultanément il y a destruction des derniers hexagones, cette destruction spatiale entraîne un gain de place plus important que l'effet de la dilatation. Total : on observe une contraction de 0°C à 4°C.

[PA5CAL]

c'est pas clair. Tu dis que la densité est minimale a 4°c sa voudrai donc dire que la masse volumique de l'eau est aussi minimale a 4°C or c'est pas le cas,
la masse volumique et la densité de l'eau est maximale a 4°C.

Oui, au temps pour moi.

Ce que j'ai écrit n'est pas vrai pour la densité, mais pour le volume molaire (j'ai écrit l'un en pensant à l'autre). Bref, c'est l'inverse qu'il faut comprendre.