Une métamorphose de l’eau

L’eau qui gèle forme de la glace. Il n’y a pas de doute là-dessus. Ce qui est moins évident, par contre, c’est la raison pour laquelle l’eau pure se solidifie lorsqu’elle atteint son point de congélation.

À l’état liquide, les molécules d’eau (H2O) sont mobiles. Plus il y a de la chaleur, plus elles bougent. C’est ce qu’on appelle l’agitation thermique. Sous la force du mouvement, les liens qui unissent les molécules se tordent et se plient aisément.

Dès que la température baisse, l’agitation des molécules diminue. Les liaisons entre elles se raidissent peu à peu. Lorsqu’il fait suffisamment froid (0 °C), les molécules ne bougent plus du tout. L’eau adopte une structure rigide et se présente sous sa forme solide : la glace.

Si on jette un cube de glace dans un verre d’eau, il flotte à la surface. Plutôt étrange, n’est-ce pas ? Même si elle est constituée de la même matière, la glace est moins dense que l’eau. Rappelons-nous que la densité est le rapport entre la masse et le volume.

De façon générale, un liquide qui se solidifie perd du volume. Ses molécules se rapprochent et occupent moins d’espace. L’eau fait toutefois exception à cette règle, à cause des liaisons chimiques particulières qui unissent ses molécules. Soumises à l’effet du froid, les liaisons se raidissent et deviennent bien droites, complètement tendues. Une plus grande distance s’installe alors entre les molécules. C’est ainsi que la glace occupe un plus grand volume que l’eau qui la compose. 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.

Jacinthe Elie Jazou78@hotmail.com

2000/12/21