L’effet de la température sur la viscosité et la masse volumique
As-tu déjà essayé de verser de la mélasse dehors au mois de janvier?
Tu constaterais le ralentissement de l’écoulement lors d’une baisse de température Si un fluide refroidit, le mouvement de ses particules ralentit et celles-ci se rapprochent les unes des autres. Le fluide se comprime et son volume baisse. Sa masse volumique s’accroît alors.
Rappelle-toi la formule D = M/V. M (masse) est invariable et V (volume) diminue, de sorte que M/V augmente.
En effet, les basses températures accroissent donc la viscosité car le flux des particules devient difficile. Comme tu t’en doutes, une hausse de la température produit l’effet contraire.
Lorsqu’un fluide est chauffé, sa masse volumique diminue et l’écoulement s’accélère.
Tu constaterais le ralentissement de l’écoulement lors d’une baisse de température Si un fluide refroidit, le mouvement de ses particules ralentit et celles-ci se rapprochent les unes des autres. Le fluide se comprime et son volume baisse. Sa masse volumique s’accroît alors.
Rappelle-toi la formule D = M/V. M (masse) est invariable et V (volume) diminue, de sorte que M/V augmente.
En effet, les basses températures accroissent donc la viscosité car le flux des particules devient difficile. Comme tu t’en doutes, une hausse de la température produit l’effet contraire.
Lorsqu’un fluide est chauffé, sa masse volumique diminue et l’écoulement s’accélère.
Tu sais déjà sans doute que lorsque tu plonges dans un lac la couche supérieure de l’eau est plus chaude que les couches inférieures. Au cours de l’été, l’eau plus chaude monte à la surface parce qu’elle est moins dense. Toutefois, lorsque la température descend au-dessous de 4°C, la masse volumique de l’eau diminue de nouveau.
Question: Pourquoi la glace flotte sur la surface de l’eau liquide?
Réponse: Car la masse volumique de la glace (O°C) est inférieure à celle de l’eau liquide (4°C)
L’eau atteint sa masse volumique maximale à 4˚C (40˚F). Puis il va se refroidit et tourne en glace, il va recevoir une masse volumique inférieure. Cependant pour les autres substances, ils vont avoir une masse volumique supérieure que sa masse volumique originale dans leur forme solide. L’eau est différente à cause de son liaison d’hydrogène. Son liaison est entre un atome d’hydrogène, d’un molécule d’eau et un atome d’oxygène, d’un autre molécule d’eau. Quand l’eau tombe dessous 4˚C, le liaison d’hydrogène ajuste le charge négative d’atome oxygène pour les séparés, qui produit la glace.
La masse volumique de la glace (0,92g/cm3) est 9% inférieure à celle de l’eau liquide (1,00g/cm3). Cela veut dire que la glace prend environ 9% plus d'espace que l'eau, donc un litre de glace pèse moins qu’un litre d’eau. Par conséquent, la glace flotte vers le haut et l’eau qui refroidit descend vers le fond. La température à la partie la plus profonde du lac atteindra 4°C. Elle reste y liquide.
Si la glace ne flottait pas et coulait cela aurait de grande conséquence pour la vie dans les océans et les lacs. La surface de l’eau en contact avec l’air resterait liquide jusqu’a solidification complète de tout le liquide. Entraînerait la mort de presque tous les organismes vivants présents dans l’eau car ils ne survivraient pas congelés dans la glace. Cependant glace flotte, protège la vie en isolant la couche d’eau liquide de l’air externe en l’empêchant de geler. Alors, la vie peut persister et attendre des jours plus chauds, même si la température de l’eau est très basse et la lumière limité.