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La glace, ça fond...



  1. #1
    Lanouille

    La glace, ça fond...

    Bonjour à tous,

    j'ai un petit problème et je ne suis pas sûr du résultat:
    imaginons que l'on remplisse un verre d'eau -contenant un glaçon- à ras bord . Lorsque ce dernier fond, le verre va t-il déborder ou bien le niveau de l'eau va baisser ou rester identique?

    Pas si évident sans calculs....

    -----


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  3. #2
    rocinante

    Re : La glace, ça fond...

    Pas besoin de calculs pour comprendre que le niveau de l’eau ne bougera pas :

    Imagine un cube d’eau qui affleure à la surface, et transforme-le par la pensé en glaçon. Ce cube d’eau va se dilater (c’est pour cela qu’il flotte), et une partie va dépasser de la surface. D’après Archimède la partie immergé du glaçon a le poids en eau liquide du glaçon tout entier, donc une fois le glaçon fondu le niveau de l’eau ne montera pas. La partie émergée du glaçon c’est tout simplement le petit volume qu’a pris le cube d’eau en se dilatant.

  4. #3
    GillesH38a

    Re : La glace, ça fond...

    autre problème, qui a bluffé parait-il de nombreux grands physiciens (qui ont du un peu trop se dépecher pour repondre).

    UNe piscine est remplie a ras bord, et elle contient un canot pneumatique avec quelqu'un et une grosse pierre (me demandez pas pourquoi). Il jette la pierre dans la piscine , que fait le niveau de l'eau?

  5. #4
    subichan

    Re : La glace, ça fond...

    bonjour,

    je dirai que le niveau reste le même...
    le poid de la pierre enfoncant legerement le bateau dans l'eau.
    une fois la pierre dans l'eau, le bateau remonte un peu (enfin de volume égal que celui de la pierre)...

    enfin, si ça a bluffé pas mal de physiciens et que moi je ne suis qu'infographiste, ça doit pas être ça

  6. #5
    jc_m

    Re : La glace, ça fond...

    Bonjour,

    Citation Envoyé par subichan
    . . . . .

    enfin, si ça a bluffé pas mal de physiciens et que moi je ne suis qu'infographiste, ça doit pas être ça
    Il me semble que l'explication doit être différente :

    dans le bateau la pierre déplace un volume d'eau qui compense sa masse,

    directement dans la piscine la pierre déplace un volume d'eau qui compense son volume.

    Tout me semble dépendre de la densité de la pierre...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    invité576543
    Invité

    Re : La glace, ça fond...

    Bonjour,

    Faut réfléchir sur le volume d'eau déplacé...

    La variante avec un état intermérdiaire où la pierre est dans un premier temps dans l'eau, suspendue sous le bateau par un filin (avant que le filin ne soit coupé, et que la pierre aille au fond) m'a causé aussi des soucis

    Cordialement,

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  10. #7
    Max84

    Re : La glace, ça fond...

    J'ai pas bien compris le coup de la glace dans le verre...

    On met une bouteille d'eau pleine au congel, on revient le lendemain, la bouteille a éclatée, elle occupe plus de volume, donc, si on a un verre de glace qu'on laisse fondre, l'eau aura un niveau plus bas une fois la glace fondue.....non??,

  11. #8
    Max84

    Re : La glace, ça fond...

    mince, j'avais mal lu la question...désolé!!!

  12. #9
    gatsu

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par rocinante
    Pas besoin de calculs pour comprendre que le niveau de l’eau ne bougera pas
    pour comprendre peut être pas mais pour l'affirmer si
    Citation Envoyé par rocinante
    Imagine un cube d’eau qui affleure à la surface, et transforme-le par la pensé en glaçon. Ce cube d’eau va se dilater (c’est pour cela qu’il flotte), et une partie va dépasser de la surface. D’après Archimède la partie immergé du glaçon a le poids en eau liquide du glaçon tout entier, donc une fois le glaçon fondu le niveau de l’eau ne montera pas. La partie émergée du glaçon c’est tout simplement le petit volume qu’a pris le cube d’eau en se dilatant.
    Finalement ce paragraphe raconte des étapes de calculs avec des mots c'est tout, il n'y a pas grand chose d'intuitif à mon sens...

  13. #10
    GillesH38a

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par jc_m
    Il me semble que l'explication doit être différente :

    dans le bateau la pierre déplace un volume d'eau qui compense sa masse,

    directement dans la piscine la pierre déplace un volume d'eau qui compense son volume.

    Tout me semble dépendre de la densité de la pierre...
    exact.... mais elle est supérieur à 1, donc le niveau BAISSE
    (ou alors c'est de la pierre ponce mais elle flotte, dans ce cas le niveau ne change pas).
    effectivement si on attache la pierre a une corde dans un premier temps, ça ne change rien (même volume d'eau déplacé, egal à la masse du bateau + pierre).

    Quand on coupe la corde, la pierre reste dans l'eau mais le bateau remonte un peu-> le niveau baisse

  14. #11
    Archim'aide

    Re : La glace, ça fond...

    Bonjour,

    Reprenons le problème du glaçon dans le verre. Si dans le glaçon il y a une aiguille, que fait le niveau d'eau dans le verre?

  15. #12
    Baygon_Jaune

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par gillesh38
    effectivement si on attache la pierre a une corde dans un premier temps, ça ne change rien (même volume d'eau déplacé, egal à la masse du bateau + pierre).
    Ah bein non, parce qu'on ajoute le volume de la pierre dans l'eau ... Le niveau monte.

    Quand on coupe la corde, la pierre reste dans l'eau mais le bateau remonte un peu-> le niveau baisse
    Indeed.
    « L'ennemi est bête : il croit que c'est nous l'ennemi alors que c'est lui ! » Desproges

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  17. #13
    physastro

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par Baygon_Jaune
    Ah bein non, parce qu'on ajoute le volume de la pierre dans l'eau ... Le niveau monte.
    Salut,
    je ne pense pas, dans le sens où la pierre occupe déjà "son" volume lorsqu'elle est dans le bateau ; celui-ci est enfoncé avec la pierre à l'intérieur.

  18. #14
    invité576543
    Invité

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par physastro
    Salut,
    je ne pense pas, dans le sens où la pierre occupe déjà "son" volume lorsqu'elle est dans le bateau ; celui-ci est enfoncé avec la pierre à l'intérieur.
    Il a raison, j'ajoute mon poids dans la barque de gillesh38 et physastro

  19. #15
    yat

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par gillesh38
    UNe piscine est remplie a ras bord, et elle contient un canot pneumatique avec quelqu'un et une grosse pierre (me demandez pas pourquoi). Il jette la pierre dans la piscine , que fait le niveau de l'eau?
    J'ai déjà proposé cette énigme ici. C'est en effet un peu bluffant, j'avais pensé de première abord que le niveau serait constant. J'ai eu un flash plusieurs jours après. Comme j'étais avec un pote (parfois un peu buté ) qui ne voulait pas comprendre mes explications, on a fait l'expérience ... un verre doseur, un verre normal, de l'eau, une grosse bille de fer, le résultat était sans appel.

  20. #16
    Lanouille

    Re : La glace, ça fond...

    OK mais revenons au verre d'eau.
    Si le niveau de l'eau ne bouge pas, pourquoi prétend t-on que la fonte des glaces va faire augmenter le niveau de la mer?

  21. #17
    rocinante

    Re : La glace, ça fond...

    C’est la fonte des glaces présente sur les continents (essentiellement celle de l'antarctique) qui provoque la monté des eaux. Sans compter la dilatation thermique...

  22. #18
    Lanouille

    Re : La glace, ça fond...

    Oui, tu as raison.... merci pour vos réponses à tous!

    J'ai une autre petite question: comment explique t-on que l'eau soit la seule molécule dont le solide est moins dense que le liquide (en gros pourquoi il flotte et qu'il ne coule pas, le glaçon dans de l'eau)?

    C quand même important parce que si ce n'était pas le cas, tous les icebergs seraient au fond de l'eau et on aurait beaucoup moins de pingouins sur terre...

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  24. #19
    rocinante

    Re : La glace, ça fond...

    Toutes les propriétés singulières de l’eau viennent des liaisons hydrogènes entre les molécules d’eau (qui résulte d’une répartition asymétrique des charges électriques au sein de la molécule). La dilatation de l’eau sous forme de glace vient du fait que lorsque l’agitation thermique diminue, les forces d’attractions des liaisons hydrogènes (entre l’oxygène d’une molécule d’eau et l’hydrogène d’une autre molécule d’eau) oblige les molécules d’eau à s’organiser, il se trouve que cette organisation spatiale prend plus de place dans la glace que dans l’eau liquide où il règne un désordre plus grand.

  25. #20
    FC05

    Re : La glace, ça fond...

    Allez une autre du même style :

    "une péniche de masse 500 tonnes entre sur un pont canal, quelle est la variation de la charge sur le pont ?".
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  26. #21
    Hervhélium

    Re : La glace, ça fond...

    Bonsoir , je voudrais savoir pourquoi dans de l'eau à l'état liquide il y a une électrolyse et dans de la glace rien ne se passe ??

    Merci d'avance
    Hervé

  27. #22
    GillesH38a

    Re : La glace, ça fond...

    ben , zéro ....(pour le pont canal)

  28. #23
    FC05

    Re : La glace, ça fond...

    Ouaip zéro.

    Quand je l'ai posé à mes élèves, un a répondu : "c'est quoi une péniche ?" ... les autres on rigolé ...

    Alors un autre, trés sérieux : "c'est quoi un pont canal ?" ... personne n'a rigolé !

    Franchement, le français c'est plus dur que la physique !
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  29. #24
    manu_mars

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par FC05
    Ouaip zéro.

    Quand je l'ai posé à mes élèves, un a répondu : "c'est quoi une péniche ?" ... les autres on rigolé ...

    Alors un autre, trés sérieux : "c'est quoi un pont canal ?" ... personne n'a rigolé !

    Franchement, le français c'est plus dur que la physique !

    Et la tu as dis: "vous savez ce qu'est un zéro?"
    on pourrait peut etre lancer un fil sur " Le bagage culturel est-il indispensable pour manipuler des concepts?"

    manu

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  31. #25
    zoup1

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par FC05
    Allez une autre du même style :

    "une péniche de masse 500 tonnes entre sur un pont canal, quelle est la variation de la charge sur le pont ?".
    Celle là je ne connaissais pas !!! merci, je réutilliserai. Y a t il un copyright ?
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  32. #26
    FC05

    Re : La glace, ça fond...

    copyright ?? je n'en sais rien, en tout cas ce n'est pas moi qui l'ai inventée c'est tout ce que je peux dire. Je l'ai trouvé sur un fascicule de TP, sans reférences.

    Par contre pour les "blagues" elles sont vraies, elles datent de l'an dernier ... ça ne m'était jamais arrivé avant !
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  33. #27
    gatsu

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par rocinante
    Pas besoin de calculs pour comprendre que le niveau de l’eau ne bougera pas :

    Imagine un cube d’eau qui affleure à la surface, et transforme-le par la pensé en glaçon. Ce cube d’eau va se dilater (c’est pour cela qu’il flotte), et une partie va dépasser de la surface. D’après Archimède la partie immergé du glaçon a le poids en eau liquide du glaçon tout entier, donc une fois le glaçon fondu le niveau de l’eau ne montera pas. La partie émergée du glaçon c’est tout simplement le petit volume qu’a pris le cube d’eau en se dilatant.
    Bonjour et joyeux noel !!
    Je reviens sur un assez vieux sujet qui concerne le petit probleme du glaçon dans un verre rempli d'eau à 0°C.
    Je vais comme d'habitude être un peu pointilleux (et j'espere que mes calculs ne sont pas faux ). En fait je voulais juste signaler que ça n'était pas si évident que ça que le volume d'eau une fois le glaçon fondu soit le même que celui de la partie immergé du glaçon avant sa fonte. En fait si on fait le calcul sans faire d'approximation et que l'on prend un glaçon parallelipipédique on obtient :
    - -
    Dans les conditions de température et de pression du probleme et l'approximation souvent (voire tout le temps) utilisée consiste à négliger la masse volumique de l'air à coté de celle de l'eau et de la glace.
    Pourtant si ensuite on considère le probleme du glaçon qui a fondu, la conservation de la masse de celui ci une fois fondu nous permet d'écrire:
    En utilisant la relation écrite plus haut on a:

    Cette relation montre que le volume d'eau n'est pas rigoureusement égale au volume immergé du glaçon. Je me fait peut etre des idées mais je trouve, en lisant les différents post, qu'on a trop tendance à croire que c'est une propriété intrinseque de l'eau et de la glace que si le glaçon fond alors le volume d'eau dans le verre ne sera pas modifié, mais on oublie à chaque fois de préciser que ça dépend explicitement en fait du fluide se trouvant au dessus de l'eau...dans le cas qui nous interresse l'application numérique donne (si je ne me suis pas trompé) une variation de volume de 0.01 % par rapport au volume immergé .

  34. #28
    peamak

    Re : La glace, ça fond...

    Citation Envoyé par Lanouille
    J'ai une autre petite question: comment explique t-on que l'eau soit la seule molécule dont le solide est moins dense que le liquide (en gros pourquoi il flotte et qu'il ne coule pas, le glaçon dans de l'eau)?
    Salut !

    Je pensais que c'était dû à l'air emprisonné dans la glace au moment de la solidification de l'eau qui faisait flotter les glaçons... mais peut-être pas.
    Un glaçon sans air dedans flotte-il aussi ?
    "Jeter une poubelle à la mer, c'est un peu comme jeter sa mère à la poubelle !" G. Parking

  35. #29
    domlefebvre

    Re : La glace, ça fond...

    oui bien sur, la densité de la glace pure (sans air) est inférieure à la densité de l'eau pure dans les conditions standards. La glace flotte donc sur l'eau, quelque soit sa teneur en air emprisonnée.

  36. #30
    FC05

    Re : La glace, ça fond...

    En fait c'est à cause des liaisons hydrogéne et de la structure du cristal des glace, qui '"s'effondre" sur lui même lors de la fusion.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

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