Physique-Chimie · 1ère année collège
Les changements d'état de l'eau
Six passages d'un état à l'autre, et une température qui refuse de monter.
01 Les six changements d'état
| Nom | Passage | Exemple |
|---|---|---|
| Fusion | Solide → liquide | Glaçon qui fond |
| Solidification | Liquide → solide | Eau qui gèle |
| Vaporisation | Liquide → gaz | Eau qui bout ou s'évapore |
| Condensation | Gaz → liquide | Buée sur une vitre froide |
| Sublimation | Solide → gaz | Neige qui disparaît sans fondre |
| Condensation solide | Gaz → solide | Givre sur une vitre |
Deux façons de se vaporiser
L'ébullition se produit à 100 °C, dans toute la masse du liquide, avec des bulles. L'évaporation se produit à n'importe quelle température, lentement, uniquement en surface. Le linge sèche par évaporation, pas par ébullition.
02 Les températures de changement d'état
Sous la pression normale, l'eau pure change d'état à des températures fixes :
Fusion et solidification : 0 °CÉbullition : 100 °C
Le palier de température
Pendant tout le changement d'état, la température ne bouge pas, même si l'on continue de chauffer. Un mélange d'eau et de glace reste à 0 °C tant qu'il reste un morceau de glace. Sur un graphique, cela forme un palier horizontal.
Chauffer plus fort ne fait pas monter la température de l'eau qui bout. L'eau bout à 100 °C et y reste : la chaleur supplémentaire sert uniquement à vaporiser plus vite. Elle ne monte pas à 150 °C dans une casserole ouverte.
03 Ce qui change et ce qui ne change pas
La règle
Au cours d'un changement d'état, la masse se conserve mais le volume varie.
L'eau est un cas très particulier : en gelant, elle augmente de volume. C'est pourquoi une bouteille pleine oubliée au congélateur se fissure, et pourquoi le gel fait éclater les roches et les canalisations.
À toi. On place 200 g d'eau au congélateur. Quelle est la masse du glaçon obtenu, et son volume a-t-il changé ?
La masse reste 200 g : elle se conserve toujours. Le volume, lui, a augmenté, car l'eau gonfle en gelant. C'est la seule substance courante à se comporter ainsi.
✓ L'essentiel
- Six changements d'état
- Fusion, solidification, vaporisation, condensation, sublimation, condensation solide.
- Ébullition et évaporation
- À 100 °C avec des bulles, ou lentement en surface à toute température.
- Palier
- La température reste constante pendant tout le changement d'état.
- Masse et volume
- La masse se conserve, le volume change. L'eau gonfle en gelant.
Les erreurs à éviter
- Croire que l'eau qui bout dépasse 100 °C si on chauffe plus.
- Confondre ébullition et évaporation.
- Penser que la masse diminue quand l'eau s'évapore.