sommaire Propri�t�s de l'eau pure. exercices

1 La fusion de la glace 

Anfusion.gif (2224 octets) Si l'on fait fondre de la glace on constate que la temp�rature se stabilise

� 0�C. C'est m�me ainsi que le physicien Celsius a d�fini le z�ro de son �chelle de temp�rature.

2 La solidification de l'eau.

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Le m�lange r�frig�rant glace + sel permet d'abaisser la temp�rature en dessous de z�ro degr�s.

Si vous voulez savoir comment on faisait des sorbets dans les ch�teaux de la renaissance, alors que le r�frig�rateur n'a �t� invent� qu'au XIX�me si�cle. Cliquez sur SORBET

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On constate qu'il existe un palier de solidification � 0�C. La temp�rature reste fixe tant que le tube contient de l'eau solide et de l'eau liquide. Ceci est une caract�ristique de l'eau pure.

3 Conservation de la masse.

Lorsqu'un gla�on fond la masse ne change pas. La masse se conserve.

4 Variation du volume.

Si l'on place un tube de verre plein d'eau bien ferm�e dans un cong�lateur il �clate car le volume de la glace est plus grand que celui de l'eau liquide. glacon3.jpg (2041 octets)glacon4.jpg (1579 octets)
Les gla�ons en fondant diminuent de volume et l'eau ne d�borde pas du r�cipient. glacon1.jpg (2098 octets) glacon2.jpg (2076 octets)
 

La glace est donc moins dense que l'eau liquide et elle flotte, ce comportement est rare, pour la plupart des corps le solide plus lourd coule. Le ch�teau d'Amboise au fond montre que ce n'est pas le p�le nord mais la Loire en 1938.

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phototh�que. Archives municipales de Tours

5 �bullition de l'eau sous la pression atmosph�rique

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Le bain d'huile sert � chauffer r�guli�rement l'eau. L'huile ne bout pas car sa temp�rature d'�bullition est de 180�C.

Pour faire passer l'eau de l'�tat de liquide � celui de gaz il faut fournir de la chaleur, le passage inverse absorbe de la chaleur. Application la dr�le de voiture � cascade d'eau.

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On constate qu'il existe un palier d'�bullition � 100�C. La temp�rature reste fixe tant que le tube contient de l'eau liquide et de l'eau sous forme de gaz. Ceci est une caract�ristique de l'eau pure.

la m�me exp�rience d�crite par l'abb� Nollet en 1748.

6 �bullition sous une pression diff�rente     

6.1 La pression est plus faible que la pression atmosph�rique

Si l'on diminue la pression au dessus de l'eau sa temp�rature d'�bullition diminue. Cela s'explique par le fait que les mol�cules d'eau sont moins "g�n�es pour d�coller  "et passer � l'�tat de gaz. 

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Avec une pompe on aspire l'air du ballon et l'eau bout � temp�rature ambiante. 
La m�me exp�rience r�alis�e avec une seringue dans laquelle bout de l'eau � 20�C quand on tire sur le piston.

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6.1 La pression est plus grande que la pression atmosph�rique

Le gaz situ� au dessus de l'eau g�ne l'�bullition de l'eau qui ne s'effectue qu'� une temp�rature plus �lev�e. Dans un autocuiseur type "cocotte minute" l'eau bout � 105�C, 110�C la temp�rature �tant plus �lev�e la cuisson est plus rapide.

La pression est limit�e par une soupape qui se soul�ve d�s que la pression d�passe une certaine valeur.

 

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Pour le cas o� un aliment bouche la premi�re soupape, pour �viter tout risque d'explosion une soupape de s�curit� lib�re la vapeur.

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7 Variation du volume.

Quand l'eau bout le volume occup� par la vapeur est beaucoup plus grand que celui de l'eau liquide.leonard.jpg (3886 octets)

 

Il �tait illusoire de penser que la vapeur chasserait le boulet car la vaporisation devrait �tre instantann�e pour �tre efficace. Le transfert de chaleur �tant trop lent, ce canon ne vit jamais le jour. De plus il aurait fallu refroidir le canon pour un autre tir.

L�onard de Vincy proposa d'utiliser cela dans un canon � vapeur d'eau. Des  charbons rouges sont vers�s dans le panier alors que de l'eau liquide se trouve coinc� derri�re le boulet.

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Photographies de la maquette expos�e au clos Luc� � Amboise

Le principe des machines � vapeur

8 masse volumique de l'eau.

Un litre d'eau � 4�C poss�de une masse de 1 kg. On dit que la masse volumique de l'eau est de 1 kg/L. C'est une caract�ristique de l'eau pure. La masse volumique de l'eau diminue quand on la chauffe car le volume augmente avec la temp�rature.

9 carte d'identit� de l'eau.

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