surfusion(eau)

[invite0e4ceef6]

salut,

j'arrive pas saisir le problème de la surfusion ?

j'explique ou j'en suis.

les molécules d'eau sont passe sous le zero celsius et ont tout de même une témpérature élevé soit + de 260K

on ne peu donc dire que ces molécules ne vibre plus, n'ont plus de déplacement dans l'espace.

pourtant elle ne se réorganise pas, il n'y a pas de cristallisation "automatique" celle-ci toutefois réapparait en deçà d'un certain niveau de température -21°c sima mémoire est bonne...

de plus, le fait marquant de la surfusion est que toute perturbation "cinétique" de l'eau vas avoir pour effet de permettre la cristallisation, la réorganisation des molécules d'eau

c'est ce comportement "apparemment" contradictoire (agitation moléculaire)et stabilité liquide versus agitation moléculaire(perturbation) et réorganisation qui me laisse perplexe.

comment les molécules qui sont censé s'agiter en permanence du fait de leurs températures, ne se réorganisent que du fait d'une perturbation extérieure (de même ordre donc)
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[doul11]

bonjour,

il me semble qu'il faut faire la différence entre deux cas :

1) liquide pur, dont la structure ne permet pas la réorganisation en cristal solide, un choc modifie la structure -> la réorganisation peut ce faire

2) liquide non pur, du gaz dissout dans le liquide apporte de "l'agitation", un choc fait évaporer le gaz -> la réorganisation peut ce faire

peut-être que des spécialistes pourront apporter plus précisions.

[Tiluc40]

pourtant elle ne se réorganise pas, il n'y a pas de cristallisation "automatique" celle-ci toutefois réapparait en deçà d'un certain niveau de température -21°C si ma mémoire est bonne...

Et on observe même la stabilité du liquide jusqu'à environ -40°C d'après plusieurs sources.

Quelques petites vidéos de démonstration du phénomène.

[invite2313209787891133]

les molécules d'eau sont passe sous le zero celsius et ont tout de même une témpérature élevé soit + de 260K

Bonjour

J'adore cet argument, dans le même genre on pourrait dire "le SMIC en France semble bas avec un net d'environ 1000 euros, mais en fait il est très haut car il représente 59 000 roupies."

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0e4ceef6]

ben, dudulle, comment veux-tu que je dise la chose? le zero °C est la température usuelle de cristalisation de l'eau. et "humainement" on le considère comme un pint "froid", "glacé" même oserais-je dire, là ou en physique, somme toute le 0°C reste tout de même une température élevé, donc lié a une importante agitation atomique, ou moléculaire...

c'est agitation qui me laisse perplexe, parceque seul une perturbation(agitation) de l'eau pure et bien stable, permet de provoquer la cristalisation. j'arrive pas à voir comment on explique la cohérence apparement contradictoire de l'un avec l'autre...

[invite6c093f92]

Bonjour,

c'est agitation qui me laisse perplexe, parceque seul une perturbation(agitation) de l'eau pure et bien stable, permet de provoquer la cristalisation.

Une perturbation accelerera la cristalisation, mais sauf à considerer le système en surfusion, parfaitement isolé, de toute façon le temps fera son office.

j'arrive pas à voir comment on explique la cohérence apparement contradictoire de l'un avec l'autre...

Le truc que j'en ai compris, c'est que la cristalisation s'éffectura à partir du moment ou l'énergie dégagée par cette dernière, pourra etre évacuée dans l'environnement(soit "ailleurs" pour le système).J'éspére que cela réponds à ta question.
Cordialement,

[invite2313209787891133]

ben, dudulle, comment veux-tu que je dise la chose? le zero °C est la température usuelle de cristalisation de l'eau. et "humainement" on le considère comme un pint "froid", "glacé" même oserais-je dire, là ou en physique, somme toute le 0°C reste tout de même une température élevé, donc lié a une importante agitation atomique, ou moléculaire...

c'est agitation qui me laisse perplexe, parceque seul une perturbation(agitation) de l'eau pure et bien stable, permet de provoquer la cristalisation. j'arrive pas à voir comment on explique la cohérence apparement contradictoire de l'un avec l'autre...

Le "commun des mortels" considère "intuitivement" que 0°C c'est froid, parce qu'ils comparent avec la température ambiante, mais en physique il n'y a pas de "froid" ou de "chaud". Il n'y a aucune contradiction; tu te laisse tromper par ton intuition.

[invite0e4ceef6]

oui dudulle, mais là n'est pas non plus ma question...

et si a 0°c l'eau est sencé se cristaliser, cela ne veux précisément pas dire que l'eau et la glace soit "froide" ormis pour le commun des mortels.

ce liquide à une tempréature élevé par rapport au zero absolu, ou l'on dit que l'agitation moléculaire te thermique tend a disparaitre. a 260°K les molécules d'eau sont donc encore extrement agité malgré le fait qu'elle soit en-dessous de leurs 0 de fusion(0 qui est aussi le 0°c, soit dit en passant)

pourquoi ne se réorgniase-t-elle pas automatiquement si elle sont si agité, les dites molécules d'eau ? faut-il qu'elles soit si "stable" et pourtant si "agité" pour que les liaisons moléculaire ne se fasse ??

de plus, le fait que seul des perturbations cinétique permette cette réorganisation, tend a vouloir signifié que ces molécules sont dans un état tout sauf "agité" mais bien extrement stable et calme... (à l'inverse de ce que l'on pourrais penser thermodynamiquement parlant, ou toute température équivaut a une agitation)...

[invite6c093f92]

Re

pourquoi ne se réorgniase-t-elle pas automatiquement si elle sont si agité, les dites molécules d'eau ?

Ma réponse précèdente ne t 'as apparament pas convaincu...

cette réorganisation, tend a vouloir signifié que ces molécules sont dans un état tout sauf "agité" mais bien extrement stable et calme...

A quelle échelle?
Cordialement,

[invite2313209787891133]

pourquoi ne se réorgniase-t-elle pas automatiquement si elle sont si agité, les dites molécules d'eau ? faut-il qu'elles soit si "stable" et pourtant si "agité" pour que les liaisons moléculaire ne se fasse ??

Rien à voir avec une quelconque agitation; si on laisse refroidir de l'eau très pure (Evian) en bouteille celle ci pourra descendre vers -3/-4 sans prendre en glace. On peut s'amuser à secouer la bouteille comme un enragé: L'eau reste sous forme liquide.
Par contre dès l'instant ou l'on verse le liquide celui ci prend en glace; pas parce qu'il est agité, mais parce qu'il a pu rencontrer un site de nucléation qui a permis de rompre la tension superficielle du liquide.

[invite0e4ceef6]

tu peux le montrer dudulle ? (j'y crois pas, a t-on truc d'évian que l'on peu secouer sans que ça prenne)

[invite0e4ceef6]

Re
A quelle échelle?
Cordialement,

ben justement, apparemment tout est calme, la thermo dit qu'a l'échelle moléculaire tout est super-agité(température oblige)

l'action(perturbation) a lieu a l'échelle macroscopique, mais à nécessairement une action microscopique, le déplacement des molécules, et c'est quand elles se déplace(onde dans le liquide) que le réarrangement à lieu. non ?

or si elle vibre se déplace ou bouge, tout doit se réorganisé, ça colle pas avec la notion l'explication "usuelle" de la température en thermo lié a l'agitation moléculaire...

[invite2313209787891133]

tu peux le montrer dudulle ? (j'y crois pas, a t-on truc d'évian que l'on peu secouer sans que ça prenne)

Il suffit de regarder sur youtube, tu devrais trouver des vidéos. On ne peut pas toujours la secouer sans que ça prenne en glace, mais ce qui est sur c'est qu'on peut remuer l'eau sans la faire prendre en glace, ce qui invalide l'hypothèse des "molécules au repos"...

Dans la même principe il existe des pochettes chauffante d'acétate de sodium. On peut les secouer à volonté, elles ne cristalliseront pas. En faisant claquer une capsule en métal plongée dans le liquide on apporte un site de nucléation qui permet de former le 1er cristal, puis le reste cristallise à partir de l'amorce.

[invite0e4ceef6]

hm, dudulle

http://www.youtube.com/watch?v=pTdiTe3x0Bo&feature=fvw

http://www.youtube.com/watch?v=DpiUZ...eature=related

j'admet il faut un choc pour entamer la fusion... on est loin de ta bouteille d'orangina super fluide qui bien qu'on la secoue, ne se solidifie pas

[invite2313209787891133]

Ça dépend de la bouteille; ce n'est pas le choc qui produit la cristallisation, mais l'apparition d'un site qui permet de former le 1er cristal. Après on ne va pas commencer à disserter sur où commence un choc ou où s'arrête une secousse; ce qui est certain c'est qu'un mouvement ne suffit pas forcément à faire prendre en glace, d'où l'hypothèse "molécules au repos" invalidée.

[invite0e4ceef6]

de la bouteille et de l'age du capitaine sans doute

[invite2313209787891133]

Visiblement tu ne retiens des arguments que ce qui t'arrange; je pense qu'il est inutile que je continue à te répondre, tu semble de toute façon avoir déjà la réponse à tes propres questions.

[invite0e4ceef6]

c'est pas la mauvaise foi qui t'étouffe en tout les cas,

j'admet il faut un choc pour entamer la fusion

par là que le fait de faire "simplement couler" l'eau ne suffit pas... et tu dis que je choisi les arguments ?

donc les mouvements de translation moléculaire dans le liquide ne sont pas suffisant pour entammer la réoganisation... mais un choc, si ... soit un mouvement assez rapide de l'eau... ou une compréssion ou autre ... une perturbation ayant un nivea d'energie suffisante.

je suppose qu'avec une poussière(pas même t° de fusion) l'on obtiendrais le même résultat(enfin c'est ce qui se dit)...

[invite6c093f92]

Bonjour,

ben justement, apparemment tout est calme, la thermo dit qu'a l'échelle moléculaire tout est super-agité(température oblige)

Ok

c'est quand elles se déplace(onde dans le liquide) que le réarrangement à lieu. non ?

Non, la condition nécèssaire est la libération de l'énergie hors du système pour que des bulles(les sites de nucléation ) puissent entamer la cristalisation.

or si elle vibre se déplace ou bouge, tout doit se réorganisé, ça colle pas avec la notion l'explication "usuelle" de la température en thermo lié a l'agitation moléculaire...

Idem que précedement.

... une perturbation ayant un nivea d'energie suffisante.

Idem.

par là que le fait de faire "simplement couler" l'eau ne suffit pas...

http://forums.futura-sciences.com/ph...surfusion+film

Ps:La surfusion n'est pas un état, mais une transition de phase liée au fait que le système se trouve dans une phase instable energitiquement parlant, donc le système retrouvera son équilibre(glace ou eau) de toute façon(à moins d'une isolation parfaite), tu peux accélerer(ou retarder) cette transition mais pas l'éviter.
Cordialement,

[invite0e4ceef6]

Bonjour,

Non, la condition nécèssaire est la libération de l'énergie hors du système pour que des bulles(les sites de nucléation ) puissent entamer la cristalisation.

http://forums.futura-sciences.com/ph...surfusion+film

des bulles ? mais elles sont faites en quoi ces bulles ? vapeur d'eau ?

soit certaines molécules d'eau vont capter l'énergie excédentaire d'autres molécule d'autres (vont concentrer cette énergie)


PS: le liens de deep turtle est mort... mais l'ayant vu par le passé, ce film etait similaire à ce que l'on peu voir sur youttube(on voit pas les bulles)

et partir de ce moment, les molécules aillant perdue leur énergie vont "accepter" de se lier ??? que deviennent les bulles, elles sont emprisonnée (mais si elles sont "chaude") elles doivent empêcher la cristallisation autours d'elle

[invite6c093f92]

des bulles ? mais elles sont faites en quoi ces bulles ? vapeur d'eau ?

C'est le nom donné à ce qui sert de point de départ pour la cristalisation...donc rien à voir avec une bulle comme tu l'entend.Mais ce n'est pas ce qui est important....

PS: le liens de deep turtle est mort... mais l'ayant vu par le passé, ce film etait similaire à ce que l'on peu voir sur youttube(on voit pas les bulles)

Désolé, j'aurai du vérifié avant de poster...quant aux bulles, oublie et remplace par site de nucléation...cela évitera les analogies mortes-nées
cordialement,

[invite0e4ceef6]

haa, bon en revient au site de nucléation, ça me dit rien du tout? tu as un liens sympas, sur le sujet. parceque de but en blanc, ça n'explique rien du tout un site de nucléation...

[invite6c093f92]

haa, bon en revient au site de nucléation, ça me dit rien du tout? tu as un liens sympas, sur le sujet

http://en.wikipedia.org/wiki/Nucleation( mechanics of nucleation)
Par exemple.

parceque de but en blanc, ça ne m'explique rien du tout un site de nucléation...

Je me suis permis hein..., après lecture du lien, cela devrait te l'expliquer.
Cordialement,

[invite0e4ceef6]

n'abuse pas didier, le lien c'est moi qui l'est demandé, et effectivement j'ai trouvé la raison, mais qui ne tient pas vriament a la nucléation

Pure water freezes at −42°C rather than at its freezing temperature of 0°C if no crystal nuclei, such as dust particles, are present to form an ice nucleus.

hihihi, ça c'est un truc que je savait pas, l'eau pure gèle a -42°c pas etonnant donc que plus celle-ci est pure(qui est toujours une condition) et stable, celle-ci puisse descendre aussi bas sans difficulté.

le zero degré celsieus n'est pas celui d'un liquide pur, mais de l'eau du robinet...

y'a des tuc comme ça quand on l'connais pas, ça rend tout bien étrange...

après la nucléation, effectivement c'est de bon ton pour la cristalisation, le moindre objet ne se comportant pas physiqueent de la même manière que l'element en état de fusion, vas "concentrer" l'energie des molécules...

je me disait bien que la soluce était "facile", mais sans la bonne donnée, impossible a reclasser celle-ci parmis les usage "régulier" de la nature.

merci a tous pour vos réponses...

[invite0e4ceef6]

tiens j'ai une autres "colle" maintenant que j'ai cette donnée à propos de l'eau

la galce d'eau pure, elle coulerais pas par hasard au fond de l'eau, au lieu de flotter ?? un peu comme pour tout les autres liquides au lieu de faire bande à part avec le bismuth ?

[invite0e4ceef6]

ça sreait pas les bulles dans l'eau qui donne à la glace de robinet son plus grand volume et qui lui permet de flotter sur l'eau ?? au lieu d'un réarrangement cristalin plus volumineux ?? (ça serait plus de bon gout)

[invite6c093f92]

n'abuse pas didier, le lien c'est moi qui l'est demandé, et effectivement j'ai trouvé la raison, mais qui ne tient pas vriament a la nucléation..

1-Je n'abuse pas.
2-La réponse à ta question étant déja donnée, (meme si ça ne te convient pas car tu ne l'a pas comprise)...je n'ai plus rien à ajouter.

[invite2313209787891133]

hihihi, ça c'est un truc que je savait pas, l'eau pure gèle a -42°c pas etonnant donc que plus celle-ci est pure(qui est toujours une condition) et stable, celle-ci puisse descendre aussi bas sans difficulté.

Non, l'eau peut cristalliser à -42°C, mais le point triple de l'eau reste à 0°C, même si l'eau est pure. De la même façon on peut monter de l'eau liquide à 103/104°C à pression normale, mais la température d'ébullition reste de 100°C.

la galce d'eau pure, elle coulerais pas par hasard au fond de l'eau, au lieu de flotter ?? un peu comme pour tout les autres liquides au lieu de faire bande à part avec le bismuth ?

La glace peut effectivement devenir plus dense que l'eau liquide; on n'utilisera pas le terme de "glace pure", mais de glace amorphe, que l'on arrive à former à haute pression et basse température. Cet état n'existe pas dans les conditions normales.

[invite2313209787891133]

Trop tard pour éditer...Le bismuth n'est pas la seule exception.

[invite0e4ceef6]

1-Je n'abuse pas.
2-La réponse à ta question étant déja donnée, (meme si ça ne te convient pas car tu ne l'a pas comprise)...je n'ai plus rien à ajouter.

sisisi, cette réponse je la connais de puis belle-lurette même la nucléations c'est le Ba-ba de la condensation, une poussière = une goutte d'eau, ou un flocon de neige, ou un grelon

idem pour le reste donc.

dommage que d'après vous H²0(pure) ne cristalise pas a -42 parceque cela aurait enlever tout mes problèmes.

j'avais du mal a saisir la surfusion de l'eau, qui en fait n'est qu'une fusion a haute température de H²O du a des impuretés.

ça je trouve ça plus logique, que de poser le point de fusion de H²0 0°c, d'ailleur se point de fusion bouge avec la quantité de sel présent dans l'eau, voir eau de mer... ou avec de l'alcool(antigel)

sinon, la nucleations certes, mais bof dans ce cas-ci celui de la surfusion de l'eau, soit sa capacité précisément a descendre sous le zero de fusion de l'eau du robinet(due aux impureté naturelle de se solvant)

dire que H²0 descend naturellement a -42 ne fait que rendre intelligible le fait que ce liquide puisse rester liquide au-dela de son comportement usuel celui qu'on lui connait d'habitude. 'je suppose que l'eau pure a ce point, ça doit aussi cher que le vide absolue, au vu de ses capacités solvantes)