La masse de l'eau ne change pas quand elle se solidifie mais son volume varie et augmente d'environ 10 %. La masse volumique (masse pour un volume de 1 cm3) de l'eau (1g / cm3) est donc plus grande que la masse volumique de la glace (0,91 g / cm3).
La plupart des matériaux diminuent en volume, pour la même masse, lorsque l'on diminue la température. Cette diminution est encore plus rapide lors de la solidification. Donc la masse volumique augmente, en général, avec le refroidissement.
Lors d'un changement d'état, le volume de matière peut varier alors que la masse reste constante. En effet, lors de la solidification de l'eau, le volume augmente alors que la masse d'eau reste constante.
La glace prend plus de place : la faute aux liaisons hydrogène. L'anomalie dilatométrique s'explique par la structure particulière de la molécule d'eau H2O, constituée de deux atomes d'hydrogène liés à un atome d'oxygène. En effet, l'atome d'oxygène est chargé négativement et les atomes d'hydrogène positivement.
En effet, lorsque l'eau se solidifie, le volume qu'elle occupe augmente. Conclusion : Le volume d'une substance varie lors d'un changement d'état.
La masse et le volume lors d'un changement d'état
La masse ne change pas, car le nombre de particules ne change pas. Lorsqu'un glaçon fond, la masse d'eau liquide obtenue est égale à celle du glaçon.
Lors du changement d'état d'un corps pur, des liaisons fortes se créent ou se cassent entre les molécules. C'est ce qui permet d'expliquer la variation du volume que le corps pur occupe selon son état. Lors du changement d'état d'un corps pur, la masse reste toujours constante et le volume varie.
Lors du changement d'état d'un corps pur, des liaisons fortes se créent ou se cassent entre les molécules. Cela explique la variation du volume que le corps pur occupe selon son état. Lors du changement d'état d'un corps pur, il y a conservation de la masse alors que le volume varie.
Autrement dit, le glaçon, qui est en équilibre, reçoit une poussée qui est égale au poids du volume d'eau qu'il occupe sous la surface. Mais ce volume d'eau est aussi exactement égal au volume du glaçon fondu, puisqu'il a même poids que celui du glaçon (la fusion ne change pas la masse, et donc pas le poids non plus).
Il y a donc plus de "vide" dans la glace que dans l'eau liquide et c'est pourquoi la glace est moins dense. L'eau ne peut pas se comprimer ni augmenter de volume (principe de Pascal) toutefois si son état change par exemple en se changeant en glace, sans changer de masse, elle augmente de volume."
Cela explique aussi que lorsqu'une bouteille ou une canalisation pleine d'eau gèle, elle se brise : la glace étant moins dense que l'eau liquide, une même quantité d'eau occupe un volume plus grand sous forme de glace qu'à l'état liquide; cela signifie qu'en gelant l'eau se dilate, faisant éclater bouteilles et ...
Lorsque l'eau liquide se solidifie, celle-ci prend environ 10 % de volume supplémentaire. Il s'agit par ailleurs d'un cas plutôt rare dans la Nature.
La masse volumique de la glace est plus faible que celle de l'eau, donc pour 1 kg d'eau (1L), on aura 1 kg de glace mais à un volume plus grand (1L et des brouettes).
La masse d'un corps est proportionnelle à son volume. Sachant que la masse de 1,0 L d'éthanol est de 0,790 kg, on peut calculer la masse de 5,0 L d'éthanol : Le volume de cet échantillon étant 5 fois plus important, sa masse le sera aussi.
Elle correspond aux nombre de molécules contenues dans le volume. On confond densité et masse volumique r. Si la température augmente, les molécules du fluide s'écartent et la densité diminue.
Au cours d'un changement d'état, le volume varie. Il augmente lors de la solidification de l'eau. Une bouteille remplie d'eau mise au congélateur éclate sous la pression due à l'augmentation du volume de la glace. L'eau à l'état solide occupe donc un volume plus grand que l'eau à l'état liquide.
On peut également faire le calcul suivant : si l'on considère, par exemple, un glaçon de 1 cm3 et de masse volumique 0,917 g·cm−3 (qui contient donc 0,917 g d'eau), le volume immergé sera de 0,917 cm3 (comme pour un iceberg, la majeure partie est sous l'eau).
Lorsqu'on fait geler de l'eau, le volume de glace obtenu est proportionnel au volume d'eau utilisé. En faisant geler 1,5 L d'eau on obtient 1,62 L de glace.
De quel pourcentage ce volume d'eau augmente-t-il en gelant ? Soit le pourcentage d'augmentation de volume de l'eau en gelant. Comme 10 litres d'eau donnent 10,8 litres de glaces, alors : En gelant, le volume d'eau augmente de 8%.
La masse représente la quantité de matière présente dans un objet, alors que le volume représente l'espace occupé par l'objet.
On peut expliquer cette variation à l'aide de la théorie cinétique de gaz. À température constante, si la pression externe exercée sur un gaz augmente, le volume de celui-ci diminue. Conséquemment, les particules de gaz deviennent plus rapprochées et se heurtent davantage.
Cette sensation vient du fait que l'eau appuie sur les tympans de nos oreilles. Mais cette pression augmente au fur et à mesure que la profondeur augmente car la colonne d'eau au dessus de nous est de plus en plus importante.
A pression constante, lorsque la température d'une substance augmente elle se dilate, elle occupe un plus grand volume et par conséquent sa masse volumique diminue. A température constante, si la pression augmente, une substance se comprime, elle occupe un volume moins grand par conséquent sa masse volumique augmente.
a) Température
Ainsi, plus la température augmente, plus le volume augmente, plus la masse volumique diminue. En cas de diminution de la température, le volume diminue et la masse volumique augmente. Mais la masse de la substance ne varie pas.