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).
un verre d'eau douce dans lequel un glaçon en fondant ne modifie pas le niveau de l'eau (sensé représenter les glaces de mer) ; un verre d'eau dans lequel un glaçon est ajouté et modifie effectivement ce niveau (sensé représenter les glaces continentales).
"Lorsque l'eau gèle, ses molécules s'immobilisent en une structure ouverte formant des cristaux hexagonaux. Les molécules sont alors plus distantes les unes des autres que dans l'eau liquide. C'est ce qui explique que l'eau se dilate en gelant.
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.
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).
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 ...
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).
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.
Lorsqu'elle passe de 4°C à 100°C, l'eau augmente de volume et prend plus de place. Il ne rentre plus que 958 kg d'eau dans un mètre cube. A 100°C, sa masse volumique n'est plus que de 958 kg / m3 à 100°C. Entre 4°C et 100°C, le volume d'eau augmente de plus de 4%.
Au cours de la fusion de la glace, la masse ne varie pas et le volume diminue. En général, au cours de la fusion d'un solide, la masse ne varie pas par contre le volume augmente.
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.
Une plus grande distance s'installe alors entre les molécules d'eau. La glace occupe donc un plus grand volume que l'eau liquide. À volume égal, l'eau et la glace ne contiennent donc pas la même quantité de matière, car la glace est moins dense que l'eau. La glace suit le principe d'Archimède et flotte.
Élévation du niveau de la mer
Le niveau de la mer augmente pour deux raisons : La dilatation thermique (également appelée effet stérique) : en raison de l'augmentation de la température, l'eau se dilate ce qui signifie que son volume augmente, L'apport d'eau douce issu de la fonte des glaces et des calottes polaires.
La banquise est déjà dans l'eau, quand elle fond cela ne change rien au niveau des mers. Mais les glaciers, les calottes polaires, sont composés d'eau qui s'est solidifiée en dehors des océans. Donc quand ils fondent, cela fait directement monter les eaux.
Par contre, la fonte d'un glaçon suspendu au-dessus du verre fera monter le niveau d'eau dans le verre. Ainsi, on estime ainsi que la fonte des glaciers continentaux Antarctique élèverait le niveau de la mer de 70 mètres, en enlevant la partie océanique des glaciers.
Quand les icebergs fondent, ils contribuent à l'élévation du niveau des mers, comme quand les autres glaciers continentaux fondent. Quand la banquise fond, elle ne fait pas monter le niveau de la mer. Puisqu'elle est formée par de l'eau de mer congelée, sa fonte ne met pas d'eau supplémentaire dans les mers.
La loi de Charles décrit la relation entre le volume et la température d'un gaz. Elle stipule que, à pression constante, le volume occupé par une certaine quantité de gaz est directement proportionnel à sa température absolue.
Le volume d'eau est le volume mesuré ou calculé d'eau dans un récipient, un conteneur... Le calcul du volume d'eau réel ou net est important par rapport à un volume brut donné par les conteneur. Associé à une température et une pression atmosphérique variables, la masse d'eau varie.
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.
A retenir : On retiendra de cette expérience que la masse de 1 Litre d'eau vaut 1 kg.
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).
Pour info, 1L de glace d'eau pèse 980grammes. Cette différence est dûe à l'air contenu en,tre les molécules d'eau gelées. La densité de la glace d'eau est entre 0.8 et 0.92, effectivement en fonction de poches d'air.
Une pratique légale, mais réglementée. Les industriels doivent respecter un poids minimal : ce poids est fixé à 450 grammes pour un litre de crème glacée.