L'eau se présente sous trois états physiques: - L'état solide (glace ou flocons de neige), - L'état liquide (eau liquide) et finalement - L'état gazeux (vapeur d'eau). Les changements d'état sont les suivants:
Voici comment se présentent les molécules dans les trois états:
Gaz Molécules distantes. Mouvement rapide et désordonné. Chocs
Liquide Molécules en contact. Mouvement lent et désordonné. Échanges
Solide Molécules en contact. État ordonné. Vibrations
La plupart des liquides se contractent si leur température baisse. L'eau est différente. L'eau se contracte jusqu'à 4 oC, ensuite elle se dilate jusqu'à ce qu'elle se solidifie. La glace est moins dense que l'eau liquide, parce que l'état ordonné laisse des lacunes qui sont remplies dans l'état désordonné. Si l'eau se comportait comme les autres liquides, alors il n'y aurait pas d'iceberg, la glace de votre limonade coulerait au fond du verre, et les étangs gèleraient à partir du fond! Sur terre l'eau se trouve sous ces trois formes. Ceci tient au fait que la terre est une planète très spéciale avec tout juste les températures et pressions appropriées.
Les molécules d'eau s'attirent mutuellement. Cela s'appelle cohésion. D'autres matières peuvent aussi attirer les molécues d'eau. Cela s'appelle adhésion.
La tension superficielle est le nom que nous donnons à la cohésion des molécules d'eau en surface. Placez une goutte d'eau sur un morceau de papier ciré. Examinez la goutte. Quelle est sa forme? Pourquoi possède-t-elle cette forme? Que se passe-t-il? Les molécules de l'eau ne sont pas attirées par le papier ciré. Chaque molécule de la goutte est attirée par les autres molécules de la goutte. Ceci explique pourquoi l'eau minimize sa surface et tend à adopter une forme spérique. C'est comme si les molécules de la surface formaient une "peau" qui retient les autres molécules: La tension superficielle.
Placez doucement une agrafe sur l'eau. Elle flotte. Que se passe-t-il? Les images suivantes vous montrent l'efet de la tension superficielle:
La tension superficielle provient des propriétés cohésives de l'eau. La capillarité par contre, provient de ses propriétés adhésives. Placer une paille transparente dans un verre d'eau. Examinez le niveau d'eau dans la paille: L'eau grimpe dans la paille.