L'eau

L'eau dans ses différents états

Objectifs

Y. CorbozSur Terre, l'eau peut se trouver sous des formes très variées :

- à l'état solide : glace, neige, givre, grêle…
- à l'état liquide : eau des océans, des mers, des lacs, des rivières ; eau des nuages, des brouillards, de la rosée…
- à l'état gazeux : sous forme de vapeur d'eau invisible (et inodore).

Ci-dessous : extrait d'une image satellitale NOAA des îles du Spitzberg (80° de lat. nord, 20° de long. est), acquise par la station de réception de Dundee en Écosse.

- à gauche : banquise (glaces d'eau de mer) ;
- à droite : neige et glace sur le Spitzberg (eau douce) ;
- au centre et en bas : eau de mer (salée, liquide), en noir ; rues de nuages (eau douce condensée), en gris clair.

 

Université de Dundee
© Université de Dundee (http://www.sat.dundee.ac.uk)
Les expériences ci-après présentent ces états et les passages de l'un à l'autre.

Matériel nécessaire

  • Petit cristallisoir,
  • boîte de Pétri,
  • glace,
  • ballon,
  • tube à essai,
  • lampe de bureau,
  • source de chauffage,
  • Cocotte-Minute.
                      
Expérience n° 1 : fusion de la glace, évaporation de l'eau.
       

Au soleil (A) ou sous une lampe (B), déposer un glaçon dans un petit cristallisoir ou une boîte de Pétri. La situation A présentée ci-dessous exige un temps assez long (une demi-journée au soleil, pour mener l'expérience à terme). La situation B s'impose en l'absence de soleil. La situation C permet d'accélérer les changements d'état, mais elle diffère des processus mis en œuvre dans la nature (rôle de l'énergie solaire).

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Expérience n° 2 : la vapeur d'eau, son obtention par ébullition de l'eau, sa condensation à l'état liquide, son caractère invisible
       

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L'ébullition de l'eau génère des bulles d'un gaz incolore, la vapeur d'eau. À la surface libre du liquide, les bulles éclatent et le gaz ainsi libéré se mélange à l'air sans qu'il soit détectable à l'œil nu.
Lors de la libération brutale de la vapeur d'eau par la soupape d'une Cocotte-Minute, il est aisé de détecter la présence d'un jet de vapeur invisible sur quelques centimètres, entre la soupape et le nuage d'eau condensée qui se forme (cf. schéma et photographie ci-dessous).

Météo-France

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D'autres ressources :

Changements d'état, des modules, des séances et des témoignages pour le primaire : http://lamap.inrp.fr/?Page_Id=4&DomainScienceType_Id=11&ThemeType_Id=23        

Quizz sur les états de l'eau : http://education.francetv.fr/activite-interactive/l-eau-dans-tous-ses-etats-o10977