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). Voici comment se présentent les molécules dans les trois états:
État solide (glace)
Molécules en contact, vibrant en position fixe (réseau cristallin régulier)
État liquide (eau)
Molécules en contact, vibrant et mobiles
État gazeux (vapeur d'eau)
Molécules éloignées, vibrant intensément et se déplaçant rapidement, chocs possibles
Illustrations provenant du → Musée Canadien de la Nature
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. Que se passe-t-il? Elle flotte. L'animation suivante vous montre l'effet 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.
→ 1. Évaporation → 2. Transpiration → 3. Condensation → 4. Précipitation → 5. Ruissellement → 6. Percolation → 7. Eau souterraine → 8. Transport fluvial
Évaporation : Chauffées par le soleil, les molécules superficielles de l'eau emmagasinent suffisamment d'énergie pour se libérer de l'attraction qui les lie entre elles, puis elles s'évaporent et remontent dans l'atmosph¨ère sous forme de vapeur invisible.
Transpiration : Les feuilles des plantes dégagent aussi de la vapeur d'eau par phénom¨ène de transpiration. Une plante en croissance perd ainsi chaque jour de 5 à 10 fois la quantité d'eau qu'elle peut contenir.
Condensation : Durant son ascension dans l'atmosph¨ère, la vapeur d'eau se refroidit et parfois se condense généralement autour de minuscules particules de poussi¨ère dans l'atmosph¨ère. En se condensant, elle redevient liquide ou passe directement à l'état solide (glace, grêle ou neige). Ces particules d'eau s'assemblent pour former des nuages.
Précipitation : Les précipitations sous forme de pluie, de neige et de grêle proviennent des nuages. Ces derniers tournent autour de la Terre grâce à l'action des courants d'air. Par exemple, lorsqu'ils s'él¨èvent au-dessus de chaînes de montagnes, les nuages se refroidissent davantage et sont tellement saturés de gouttelettes d'eau que ces derni¨ères commencent à tomber en pluie, en grêle ou en neige, selon la température de l'air ambiant.