Bienvenue à “L’atelier Chercheurs d'eau”

Les différents états de l'eau Parrain : Prof. Guy Gusman (ULB) Chercheurs d’eau : Laurent, Manoël, Alex et Nicolas

C’est par amour de la neige et de l'eau que nous avons eu envie d'étudier les changements d'état de l'eau.

C’est pour cette raison que nous avons voulu étudier comment se passent les changements d'état de l’eau, et ensuite, réaliser un poster et un texte permettant de les expliquer au public.

Nous avons fait des visites à l'expérimentarium de l’ULB, pour y découvrir des expériences de physique sur les propriétés de l’eau, qui puissent être montrées et expliquées au public.

Après avoir recherché dans des livres de physique des explications sur les propriétés de l'eau qui nous intéressent, nous avons réalisé deux expériences : La première montre que l’on peut porter à ébullition l’eau à une température bien inférieure à 100°C. De l’eau à la température ambiante est placée sous une cloche à vide. Une pompe permet d’abaisser la pression dans la cloche, la vapeur d’eau évacuée est récupérée dans un piège à azote liquide. Lorsque la pression atteint à peu près 5 mm Hg, l’eau se met à bouillir. L’évaporation qui suit la refroidit et finalement l’eau gèle (voir la courbe sur le poster). Dans la seconde expérience, une colonne d'eau est fortement refroidie. Le thermomètre mesurant la température près de la surface, et celui qui est dans le fond de la colonne n’indiquent pas la même température, ce qui illustre la variation de la densité de l’eau avec la température (voir la courbe sur le poster).

Les deux courbes sur le poster, issues de la littérature, sont bien vérifiées par les résultats des expériences.

Nos expériences expliquent que, par exemple, l'eau bout à plus basse température au sommet du Mont Blanc, et à plus haute température dans une casserole à pression. D’autre part, dans le fond d'un étang, elle peut rester liquide même si elle gèle en surface. La densité de l'eau varie beaucoup en fonction de la température, sa valeur maximale est atteinte à 3,97 °C. Comme on le voit sur la courbe (voir poster) la glace a une densité inférieure à 1, ce qui explique que la glace flotte sur l'eau. Ceci explique aussi que, en hiver, lorsque la surface d'un étang gèle, la température de l'eau reste souvent supérieure à 0 °C en profondeur, ce qui permet notamment aux poissons et aux plantes aquatiques d'être à l'abri du gel.