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Cet article est extrait du mensuel n°887 de Sciences et Avenir-La Recherche, daté janvier 2021. L'eau peut exister sous deux phases liquides si différentes qu'elles ne se mélangeraient même pas dans un verre! Voilà ce qu'avance une étude publiée fin novembre 2020 dans la revue Science. Évidemment, un tel phénomène ne s'observe pas à température et pression ambiante, il faut des conditions extrêmes. Données physico-chimiques de l'eau — Wikipédia. Celles-ci correspondent à ce que les chercheurs appellent le no man's land du diagramme des phases, ce graphique qui décrit l'état de l'eau en fonction de la température et de la pression (voir illustration de l'article). Cette zone se situe entre -110 °C et -40 °C. L'eau est surfondue: sous forme liquide, elle se change en glace très rapidement à la moindre perturbation. Ce qui rend toute observation difficile. Les chercheurs ont exploré une portion de cette zone vers les -70 °C, à des pressions comprises en 2000 et 3000 fois la pression atmosphérique. "Ces deux phases ont été prédites par des simulations dès les années 1990" Et c'est là qu'ils ont observé que l'eau liquide, composée par définition de molécules en mouvement, peut exister sous deux configurations.
Sous l'effet du laser, la glace est brièvement chauffée et comprimée, ce qui permet de créer les conditions extrêmes recherchées. Les changements d'état de l'eau | CM2 | Fiche de préparation (séquence) | sciences et technologie | Edumoov. La phase liquide apparaît d'abord à haute pression, puis à plus basse pression lorsque l'effet du laser s'estompe. La structure de l'eau est déduite grâce à la diffraction par rayons X. « Notre étude est la première à observer le passage de l'eau d'une phase à l'autre », conclut Anders Nilsson. Cette avancée majeure devrait notamment permettre de faire le tri entre les modèles informatiques qui tentent de décrire le comportement de l'eau, car tous ne prédisent pas ces phases.
Chapitre 8: Les changements d'état de l'eau 1) Ébullition de l'eau pure dans des conditions normales de pression L' eau étudiée est de l'eau pure: on utilise donc de l'eau distillée qui ne contient plus aucun minéraux. Pour provoquer l'ébullition d'une eau, il suffit de chauffer suffisamment cette dernière. La température de l'eau est mesurée avec un thermomètre tandis que celle-ci est chauffée jusqu'à ébullition. La température est relevée toute les minutes. Lors d'une telle expérience voici les résultats que l'on peut obtenir: Temps (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Température (°C) 20 25 40 55 70 84 92 98 100 Ces résultats peuvent représentés par un graphique sur lequel on représente les variation de la température au cours du temps: Interprétation Avant l'ébullition la température ne cesse d'augmenter et l'eau reste liquide mais lorsque l'eau commence à bouillir, alors elle garde la même température (100°C). Graphique état de l eau dans la vie. Conclusion L' eau pure bout à une température constante de 100 °C. 2) Ébullition de l'eau pure sous faible pression La pression correspond à la poussée exercée par l' air sur les substances qu'il entoure.
Hypothèses pour la solidification | 10 min. | recherche Revoir les trois états physiques de l'eau qui sont: liquide, solide et gazeux. Demander de refléchir à un protocole d'expérience pour expliquer la passage de l'état liquide à l'état solide. Les noter au tableau. Discussion collective pour valider ou non les protocoles. Expliquer un protocole avec récipient rempli d'eau que l'on met au congélateur avec un thermomètre pour suivre l'évolution de la température dans le temps. Faire le schéma au tableau. Graphique état de l eau d heure. 2. Expérimentation - la solidification | 10 min. | recherche Distribuer le graphique correspondant à la solidification. Le faire coller dans le cahier. Demander aux élèves d'interpréter le graphique: diminution de la température de l'eau jusqu'à 0°C, puis palier pendant le changement. Ensuite, lors que l'eau est entièrement sous forme solide, diminution de la température. 3. Bilan sur la solidification | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation Discussion autour du graphique, mise en commun des analyses des élèves.
8). La température ne recommence à augmenter que lorsque toute l'eau est à l'état liquide. Doc. 8. Solidification et fusion de l'eau pure - Maxicours. Palier de température. • Conclusion Lorsque l'eau pure solide subit une fusion, sa température est de 0 °C, et cette température reste constante jusqu'à ce que toute la glace se soit transformée en eau liquide. On dit que la température de fusion de l'eau est de 0 °C. Lorsque la glace et l'eau liquide coexistent, la température est de 0 °C: la fusion et la solidification de l'eau se font à température constante.
Le phénomène s'appelle la vaporisation. Pendant toute la période de changement d'état, la température de l'eau est 100°C. 4. Hypothèses pour la liquiéfaction | 5 min. Graphique état de l'eau loire. | recherche Demander de refléchir à un protocole d'expérience pour expliquer la passage de l'état gazeux à l'état liquide. Discussion collective pour valider ou non les protocoles. 5. Bilan - la liquéfaction | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation Expliquer que c'est un phénomène complexe à expliquer, ils le verront plus tard. Refroidissement de la vapeur.
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