Masse et volume de l'eau
lors des changements d'états.



Objectifs : Savoir que lors des changements d'états de l'eau, la masse se conserve et le volume varie.

1. Expérience N°1

Remplissons totalement une bouteille en plastique souple avec de l'eau. Mesurons la circonférence de la bouteille, puis sa masse. A titre d'exemple, nous avons trouvé une circonférence de 26,3 cm et une masse de 1082 g. Plaçons ensuite la bouteille dans le congélateur. Que va-t-il se passer ?


La bouteille est remplie d'eau L'eau a gelé dans la bouteille


2. Observations et conclusion

L'eau liquide s'est transformée totalement en glace. Mesurons la circonférence de la bouteille. Nous trouvons 26,8 cm. Le volume de la bouteille a donc augmenté. La bouteille souple s'est dilatée.
Mesurons la masse de la bouteille. Elle n'a pas changé et la balance indique toujours 1082 g.

Si nous laissons revenir la totalité de l'eau sous sa forme liquide, nous retrouvons les valeurs initiales : 26,3 cm et 1082 g.

En conclusion, nous pouvons écrire que :


  • La masse de l'eau ne change pas lors de son changement d'état
    (de liquide à solide, ou de solide à liquide).
  • le volume de l'eau augmente lorsque l'eau liquide se transforme en glace.



Questions :

Que se passerait-il si au lieu de mettre une bouteille de plastique souple remplie d'eau dans le congélateur, nous mettions une bouteille rigide en verre également remplie d'eau ?


En montagne, de l'eau s'est infiltré dans une fissure de la roche. La nuit tombe, il fait de plus en plus froid et l'eau gêle. Que va-t-il se passer ?



3. Expérience N°2

Versons un peu d'eau au fond d'un tube à essai, puis fixons un ballon sur l'orifice. le tube est ensuite chauffé jusqu'à ébullition de l'eau. Mesurons également la masse du tube avec l'eau et le ballon, avant et après avoir chauffé l'eau.


Le ballon est fixé au tube à essai La vapeur d'eau gonfle le ballon


4. Observations et conclusion

Lorsque le tube à essai est chauffé, un petit volume d'eau liquide est transformé en grand volume de vapeur. Il y a donc augmentation du volume de l'eau lors du passage de l'état liquide à l'état gazeux.
La masse de l'ensemble (tube, eau, ballon) ne change pas lors de cette expérience, ce qui montre qu'il y a encore conservation des masses. On pourrait observer que c'est encore vrai après refroidissement. (Remarque pour les professeurs : Ne pas trop gonfler le ballon pour que la poussée d'Archimède reste négligeable)

En conclusion nous pouvons écrire que :


  • La masse de l'eau ne change pas lors de son changement d'état
    (de liquide à vapeur, ou de vapeur à liquide).
  • le volume de l'eau augmente lorsque l'eau liquide se transforme en vapeur.



5. Synthèse des expériences

Lors des changements d'états de l'eau, on observe que

  • le volume change.
  • la masse se conserve.