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À quelle température l'eau se transforme en glace ?

 
Par Blandine Vicent, Traductrice. 7 janvier 2022
À quelle température l'eau se transforme en glace ?

Les humains ont affaire à l'eau de nombreuses façons : ils cuisinent avec elle, la boivent, se baignent dedans, l'utilisent pour arroser les plantes en attendant qu'elles portent leurs fruits et la contemplent même pour se détendre. Cependant, de nombreuses personnes ignorent encore certains aspects de l'eau, comme la température qu'elle doit atteindre pour geler. En raison de ce manque de connaissances ou des doutes qui surgissent autour de l'eau, certaines confusions sont répandues au niveau social qu'il est important de clarifier. La température de congélation de l'élément liquide est l'une d'entre elles, puisque, par exemple, on croit que l'eau chaude met plus de temps à geler que l'eau froide, alors qu'en réalité, c'est le contraire qui est vrai dans certaines conditions.

Pour savoir à quelle température l'eau se transforme en glace et combien de temps l'eau gèle, chez ToutComment nous vous recommandons de poursuivre la lecture de notre article sur le sujet.

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À quelle température l'eau se transforme en glace ?

Il existe une idée générale selon laquelle l'eau gèle lorsqu'elle atteint une température inférieure à 0 °C. Bien que cela soit vrai et qu'il s'agisse d'une température qui peut faire geler l'eau, ce n'est pas la seule.

L'eau peut se refroidir considérablement plus avant de geler, c'est-à-dire qu'elle peut passer de l'état liquide à l'état solide, acquérant ainsi la forme de la glace. Plus précisément, il peut être refroidi à -12,77ºC et, dans certains laboratoires, il a même été possible d'abaisser la température de l'eau à -42ºC sans qu'elle ne se transforme en glace. Par conséquent, le 0 degré Celsius doit être considéré uniquement comme une référence à laquelle l'eau peut geler, mais en aucun cas comme une valeur exclusive. Il a été démontré qu'il peut rester liquide à des températures de congélation inférieures avant de se transformer en glace. Et si vous vous demandez à quelle température la glace dégèle, sachez que ce processus commence lorsque le climat atteint environ 32 ºC.

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L'eau salée peut-elle se congeler ?

Si vous vous demandez si l'eau salée gèle, la réponse est oui, l'eau salée peut geler, mais le processus de transformation à l'état solide (donc en glace) prend beaucoup plus de temps que pour l'eau naturelle non salée. On note que les liquides contenant du sel dans leur composition prennent plus de temps à geler. L'explication est simple : le chlorure de sodium, c'est-à-dire le sel ordinaire, ralentit l'évaporation et a besoin d'une température de -6ºC ou moins pour geler. Par conséquent, l'eau de mer, étant salée, a besoin d'une température plus basse que l'eau douce pour geler. En fonction du niveau de salinité, le processus de conversion du liquide en solide nécessitera plus ou moins de température. En prenant comme référence l'eau de mer, dont la salinité est souvent de 35 grammes/litre, le processus de congélation commencerait à -2ºC. Par conséquent, si vous voyez de la glace dans la mer, cela signifie que l'eau est très froide. On peut également affirmer que vous ne verrez jamais de glace au fond de la mer, il est uniquement possible de la voir flotter à la surface. Pourquoi ? En raison du comportement particulier de l'eau.

Dans l'eau, il existe une relation anormale entre la densité et la température. Cela se produit parce que l'eau atteint une densité maximale à 4ºC, et non à 0ºC, c'est-à-dire qu'à 4ºC elle a une densité plus élevée que la glace elle-même. C'est pourquoi, parce qu'elle a une densité plus faible, la glace flotte et ne peut être trouvée au fond de la mer. En raison de la relation complexe entre la densité et la température de l'eau, celle-ci reste liquide au fond de la mer et des couches de glace peuvent se former à la surface. Il en va de même pour les étangs et les lacs, qui gèlent pendant les mois d'hiver, même s'ils sont habités par des populations d'êtres vivants.

Combien de temps faut-il pour que l'eau gèle ?

À quelle température l'eau - douce ou salée - gèle-t-elle ? Pour déterminer le temps nécessaire à l'eau pour se transformer en glace, trois facteurs principaux doivent être pris en compte : la température ambiante, le degré de froid et la quantité d'eau. Par exemple, si vous avez deux verres contenant un peu d'eau, celui qui contient le moins d'eau sera le premier à geler. En revanche, si vous remplissez un verre avec de l'eau ayant séjourné au réfrigérateur et un autre verre avec de l'eau du robinet plus chaude, c'est l'eau froide du premier verre qui gèlera en premier.

Cependant, dans certaines circonstances, l'eau chaude gèle avant l'eau froide en raison de l'effet Mpemba. Le raisonnement qui sous-tend ce phénomène est le suivant :

  • L'eau chaude s'évapore plus rapidement, ce qui réduit le volume restant à congeler.
  • Création d'une couche de givre sur l'eau froide avec un effet isolant.
  • Différentes quantités de gaz dissous dans l'eau froide par rapport à l'eau chaude.

Vous devez également tenir compte du fait que l'eau gèle plus tôt si la température ambiante est plus basse : le processus n'est pas le même à -30ºC qu'à -5ºC. Autre fait curieux, le temps nécessaire pour qu'une bouteille d'eau stockée dans le congélateur gèle complètement : il faut entre 30 minutes et deux heures.

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