Glace
La glace est le nom commun de l'eau gelée. D'autres liquides, tels que l'ammoniac, le méthane ou le lait, peuvent être appelés "glace" lorsqu'ils gèlent, mais on les appelle "glace de lait", par exemple, au lieu de "glace" uniquement. L'eau liquide devient de la glace solide lorsqu'elle est très froide. Le point de congélation est de 0° Celsius (32° Fahrenheit ou 273 kelvins).
La glace est généralement fabriquée dans un réfrigérateur ou un congélateur domestique. Si l'on met de l'eau dans un congélateur et qu'on la laisse reposer un certain temps, l'eau devient très froide et se solidifie en gelant, créant ainsi de la glace. L'eau peut être placée dans un récipient en cuivre (ou autre métal) pour qu'elle gèle plus rapidement et se transforme en glace. Les métaux sont de bons conducteurs de chaleur, l'eau peut donc geler plus vite que dans un bac à glace en plastique.
De la glace dans un panier
Cristaux de glace sur verre
Comment la glace se forme
Contrairement à d'autres liquides, l'eau se dilate lorsqu'elle gèle pour devenir de la glace ; la glace flotte donc sur l'eau car la glace a une densité moindre que l'eau. C'est très inhabituel - à peu près tous les autres liquides deviennent plus denses en refroidissant ; la glace d'eau, cependant, est une exception importante. L'eau liquide se dilate d'environ 9 % lorsqu'elle se transforme en glace - elle prend plus de place. Cela s'explique par le fait que les molécules d'eau sont en fait plus éloignées les unes des autres au lieu d'être plus proches les unes des autres. Les molécules d'un cristal de glace sont disposées de telle manière qu'elles sont moins denses que l'eau liquide.Si l'eau de la plomberie gèle, elle peut faire éclater la conduite d'eau. L'eau contenue dans des bouteilles en verre peut les faire exploser lorsqu'elle gèle. L'eau qui gèle dans les fissures des roches peut se dilater suffisamment pour fendre les roches dures ; c'est un processus d'altération géologique important qui peut user les montagnes et transformer la roche en sol.
Lorsque les matériaux sont refroidis, leurs molécules vibrent moins et se compactent. Lorsque la plupart des matériaux atteignent une température appelée point de congélation, les molécules forment un solide cristallin - bien que certains matériaux (comme le verre et le goudron) ne cristallisent pas du tout mais forment des fluides super rigides, qui semblent être solides. Seul l'hélium ne gèle pas ; toutes les autres substances gèlent si elles sont suffisamment froides, mais les fluides comme l'huile de cuisine, l'antigel, l'essence, l'azote, etc. gèlent à des températures que la plupart des gens ne connaissent pas.
Eau salée
L'eau salée a besoin d'une température plus basse pour geler que l'eau pure. La glace qui en résulte contient beaucoup moins de sel que l'eau salée dont elle provient. Ce fait a parfois été utilisé pour le dessalement. La glace salée n'est pas aussi résistante que l'eau pure congelée. De la même manière, le fait d'étaler du sel sur la glace la fait fondre, si elle n'est pas trop froide : le sel se nourrit progressivement de la glace, formant une saumure qui ne gèle pas à cette température.
Localisation géographique des glaces
Parce que la glace flotte, même les grandes masses d'eau qui gèlent, comme certains océans, ne forment de la glace qu'à la surface. La plupart des lacs ne gèlent jamais jusqu'au fond. Même les océans les plus froids, comme l'océan Arctique, ne gèlent qu'en haut, laissant l'océan liquide circuler en bas. Grâce à cela, les océans de la Terre sont capables de redistribuer la chaleur et le climat de la Terre a moins d'extrêmes de chaleur et de froid qu'il n'en aurait autrement. Si la glace devait couler au lieu de flotter, les océans se rempliraient de glace du fond, resteraient solides et seule une partie du sommet dégèlerait. Un océan solide ne ferait pas circuler la chaleur. Mais comme la glace flotte à la surface, l'eau en dessous peut continuer à circuler et la glace à la surface reste exposée et fond facilement lorsque la température augmente.Les grandes masses de glace sur terre sont appelées glaciers. L'Antarctique possède la majorité des glaces du monde.
Les périodes glaciaires
Le changement climatique se produit tout le temps. Lorsqu'il fait très froid, on parle d'une ère glaciaire. Pendant les périodes glaciaires, de très grandes surfaces de la terre sont recouvertes de glace, de neige et de glaciers. Les causes des périodes glaciaires sont complexes, ou difficiles à comprendre. Le réchauffement climatique affecte actuellement les ressources en glace de la Terre et ses causes sont également très complexes.
La glace sèche
Il y a aussi de la "glace sèche", c'est-à-dire du dioxyde de carbone congelé. La glace sèche exposée à l'air normal dégage du dioxyde de carbone gazeux qui est inodore et incolore. Ce gaz est si froid que lorsqu'il se mélange à l'air, il refroidit la vapeur d'eau présente dans l'air pour former un brouillard, qui ressemble à une épaisse fumée blanche. Il est souvent utilisé au théâtre pour faire du faux brouillard ou de la fumée.
La glace sèche lorsqu'elle est mise dans l'eau
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que la glace ?
R : La glace est le nom commun de l'eau gelée.
Q : D'autres liquides peuvent-ils être appelés glace ?
R : Oui, d'autres liquides tels que l'ammoniac, le méthane ou le lait peuvent être appelés glace lorsqu'ils gèlent, mais ils sont généralement désignés par leur nom spécifique, comme "glace de lait".
Q : Quand l'eau liquide se transforme-t-elle en glace solide ?
R : L'eau liquide devient de la glace solide lorsqu'elle est très froide et que sa température atteint le point de congélation de 0°C.
Q : Comment fabrique-t-on de la glace à la maison ?
R : La glace est généralement fabriquée dans un réfrigérateur ou un congélateur domestique. Si l'on met de l'eau dans un congélateur et qu'on la laisse reposer pendant un certain temps, l'eau devient très froide et se fige, créant ainsi de la glace.
Q : Le matériau du récipient a-t-il une incidence sur le temps nécessaire pour que l'eau se transforme en glace ?
R : Oui, il est possible de placer de l'eau dans un récipient en cuivre (ou en métal) pour qu'elle se transforme plus rapidement en glace. Les métaux étant de bons conducteurs de chaleur, l'eau peut geler plus rapidement que dans un bac à glace en plastique.
Q : Quel est le point de congélation de l'eau ?
R : Le point de congélation de l'eau est de 0°C (32°F ou 273K).
Q : Pourquoi certains liquides ont-ils des noms différents lorsqu'ils gèlent ?
R : Certains liquides portent des noms différents lorsqu'ils gèlent, comme "glace au lait", parce qu'ils sont généralement mélangés à d'autres ingrédients qui modifient leurs propriétés lorsqu'ils gèlent.
