Pourquoi lors de la solidification de l'eau la masse ne change pas ?

Pourquoi la masse de l’eau reste inchangée lors de sa solidification

Lorsqu’un liquide se solidifie, ses molécules ralentissent et se rapprochent, formant une structure cristalline. Ce changement d’état est accompagné d’une libération d’énergie sous forme de chaleur.

Dans le cas de l’eau, la solidification se produit lorsque sa température descend en dessous de 0°C. Contrairement à de nombreux autres matériaux, l’eau se dilate lorsqu’elle gèle. Cela signifie que son volume augmente, mais sa masse reste inchangée.

Principe de conservation de la masse

Le principe de conservation de la masse stipule que la masse totale d’un système isolé reste constante, quels que soient les changements physiques ou chimiques qui se produisent au sein du système.

Lors de la solidification de l’eau, aucun matériau n’entre ou ne sort du système. Les molécules d’eau présentes dans le liquide sont simplement réarrangées pour former une structure cristalline. Le nombre total de molécules d’eau reste donc inchangé.

Selon la loi de Lavoisier, rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. Par conséquent, la masse de l’eau doit rester constante, même si son volume change.

Application pratique

La compréhension de l’invariance de la masse de l’eau lors de sa solidification a des applications pratiques importantes. Par exemple :

• Fabrication de glace: Les machines à glace utilisent la solidification de l’eau pour produire de la glace. La masse de la glace produite est égale à la masse de l’eau utilisée, sans tenir compte de la dilatation de la glace.
• Mesure de la densité: La densité d’un liquide est définie comme sa masse par unité de volume. Étant donné que la masse de l’eau ne change pas lorsqu’elle gèle, sa densité augmente lorsqu’elle se solidifie, ce qui explique pourquoi la glace flotte sur l’eau liquide.
• Comportement de l’eau dans la nature: La dilatation de l’eau lorsqu’elle gèle joue un rôle crucial dans les écosystèmes aquatiques. L’eau plus légère, c’est-à-dire la glace, flotte à la surface, isolant l’eau liquide en dessous et la protégeant du gel.