*** KERGUELEN ***

Réponse… Enigme 54 – Le Verre à ras bord…

     Cette expérience de physique est très étonnante.

Bien sûr, les glaçons vont se mettre à fondre lentement mais curieusement aucune goutte d’eau ne va déborder du verre !

Vous vous demandez bien pourquoi ? …et c’est avec raison… !

Eh bien effectivement l’eau quand elle gèle augmente de volume de "quelques pourcents". Mais ce n’est pas en accumulant plus d’eau (ni de l’air) que ceci se produit, mais seulement en réorganisant ses jonctions moléculaires lors de la congélation.

En effet, les jonctions moléculaires à l’état liquide sont assez désordonnées et se pénètrent un peu les unes dans les autres, en pagaille, en quelque sorte… Lors de la congélation, ces molécules s’organisent en cristaux bien réguliers et pour ce faire, elles ont besoin de beaucoup plus de place. Il y aura donc du vide entre les molécules, ce qui explique l’augmentation de volume pour une même quantité d’eau.

En se décongelant ces molécules d’eau vont reprendre "leur place désordonnée" en plus concentrée, comme avant et elles ne contribueront d’aucune manière à augmenter le volume d’eau déjà présent dans le verre.

Pour simplifier, on pourrait dire que le volume de glace apparente, visible au-dessus de la masse d’eau critique dans le verre, représente à peu près la place prise en plus (en vide intermoléculaire) pour construire ces fameux cristaux de glace à partir de l’eau.

Une fois toute fondue, la glace ne fera pas déborder le verre, le volume d’eau restera constant que ce soit sous forme liquide (eau) ou sous forme solide (glace).  

On peut pousser l’explication physique du phénomène en résumant ainsi…

Le nombre de molécules d’eau ne change pas du tout entre son état liquide et son état solide. Seul le volume global pour s’organiser en cristaux augmente lors de la congélation.

Comparaison imagée…

C’est comme si vous entassiez 100 personnes dans une salle, les bras le long du corps et que vous leur demandiez après, une fois toute entassées, de les tendre à l’horizontal pour s’écarter les uns des autres… ! Comme qui dirait, il va falloir se pousser et repousser aussi les murs !

Eh bien l’eau qui gèle fait de même.

Retourner au site principal - page jeux et énigmes...