Fusion, congélation, vaporisation et condensation

La glace, l'eau et la vapeur sont toutes faites de la même chose : des molécules d'eau. Mais dans chacune d'elles, les molécules sont disposées de manière différente. Ce qui fait que la glace, l'eau et la vapeur ont un aspect et une réaction différente les uns des autres. Il y a trois états ou phases de l'eau. Tu as surement remarqué que l'eau ne reste pas éternellement dans le même état.

Elle peut changer entre les différents états. Nous appelons ces changements des transitions de phase. Prends ce glaçon. Sa température à la sortie du congélateur, est de -10°C. Les molécules d'eau sont proches les unes des autres.

Elles forment une structure fixe. Elles ne peuvent pas se déplacer librement, Elles vibrent juste légèrement en place. Réchauffons-le et voyons ce qui se passe. La température monte. Les molécules dans leurs positions commence à vibrer de plus en plus.

Lorsque la température atteint 0°C, la structure commence à se désagréger, et les molécules peuvent se déplacer plus librement. Le glaçon se transforme en eau ! C'est ce qu'on appelle fondre, un type de transition de phase : un solide qui se transforme en liquide. Peu importe la température que l'on ajoute, tant qu'il reste de la glace, la température de l'eau reste inchangée : 0°C. C'est le point de fusion de l'eau.

Dans notre cas, toute la glace a fondu en eau. Les molécules ne forment plus une structure fixe, mais elles sont toujours proches les unes des autres. Maintenant, chauffons encore ! La température monte. Les molécules bougent plus vite, se cognent les unes aux autres, commencent à se dilater... … jusqu'à ce que certaines d'entre elles se détachent et s'envolent.

L'eau se transforme en vapeur d'eau, la vapeur. Ceci est un exemple d'une autre transition de phase : la vaporisation. Un liquide se transforme en gaz: il se vaporise. Les liquides peuvent se vaporiser de deux manières différentes. Voici une flaque d'eau.

Quelques jours passent et la flaque a disparu. Comment cela se fait-il ? Il est facile pour les molécules à la surface de se détacher du liquide. Peu à peu, toute l'eau se transforme en vapeur, et la flaque disparaît. Il s'agit d'un type de vaporisation: l'évaporation.

L'évaporation ne se produit qu'à la surface du liquide. Maintenant, faisons chauffer l'eau au fond d'une bouilloire. Les molécules d'eau au fond, chauffent plus vite que celles en surface. Lorsque la température atteint 100°C l'eau commence à se transformer en gaz. Le gaz forme des bulles, qui remontent à la surface de l'eau.

C'est le deuxième type de vaporisation: l'ébullition. Peu importe la quantité de chaleur que nous ajoutons, tant que l'eau bout elle reste à 100°C jusqu'à ce que tout le liquide se soit transformé en gaz. 100°C est le point d'ébullition de l'eau. La glace fond et l'eau s'évapore lorsque nous ajoutons de la chaleur aux molécules d'eau. Que se passe-t-il lorsque nous retirons la chaleur ?

Nous laissons la vapeur refroidir. Au fur et à mesure que la température baisse, les molécules ralentissent. Lorsque les molécules se rapprochent lentement les unes des autres, elles s'agglutinent. Ainsi, la vapeur d'eau se transforme en eau liquide. Elle se condense.

La condensation est un autre type de transition de phase, lorsqu'un gaz se transforme en liquide. Continuons à retirer la chaleur pour faire baisser la température. Les molécules ralentissent encore plus. A 0°C, les molécules commencent à former une structure organisée et fixe. L'eau liquide se transforme en glace solide !

Ceci est un exemple de congélation: une transition de phase durant laquelle un liquide se transforme en solide. L'eau se présente sous trois états différents et les changements entre ces états par des transitions de phase. Quand on ajoute de la chaleur la glace fond dans l'eau; et l'eau se vaporise en vapeur. Lorsque nous enlevons la chaleur, la vapeur se condense en eau; et l'eau se transforme en glace.