Alors que vous vous asseyez dehors par une chaude journée, vous faites lentement fondre la glace dans votre verre d'eau. Plus tard, vous jetez de la glace d'une glacière dans l'évier et allumez l'eau pour faire fondre la glace. Cependant, vous ne pouvez pas toujours utiliser cette astuce. Par exemple, lors d'une froide journée d'hiver, vous ne pouvez pas verser un verre d'eau sur le pare-brise couvert de glace de votre voiture; cela ne fera pas fondre la glace. L'eau fait fondre la glace, mais seulement sous certaines conditions.
Le processus de fusion
La fusion, par définition, est le processus de changement d'une substance d'une phase solide à une phase liquide. Le processus de fusion est un processus endothermique, ce qui signifie que l'énergie thermique doit être absorbée pour qu'elle se produise. Cette énergie thermique provient d'environnements qui ont plus d'énergie et une température plus élevée que la substance à fondre. Ce n'est que par une différence de température que l'énergie thermique est transférée, ce qui fait fondre une substance (ou au moins augmente la température) pendant que la température ambiante diminue. La température de fusion (appelée point de fusion) est différente pour différentes substances.
Quand l'eau fait-elle fondre la glace?
La plupart d'entre nous connaissent le point de fusion de la glace: 0 degrés Celsius ou 32 degrés Fahrenheit. Si la température de la glace est inférieure à ce nombre, elle restera solide; Si la température de la glace augmente au-dessus de ce chiffre, la glace se transforme en eau liquide. Si la glace entre en contact avec l'eau, nous savons que la glace doit être inférieure à 0 degré Celsius et que l'eau doit être supérieure à 0 degré Celsius. En raison de la différence de température, le transfert de chaleur se produira. Il en résultera que l'eau diminuera en température et que la glace augmentera en température.
L'eau fondra-t-elle toujours de la glace?
Cela dépend de la quantité de glace avec laquelle vous avez commencé, la température initiale de la glace, combien d'eau a été utilisée et la température initiale de l'eau. Si vous mettez quelques glaçons dans un verre d'eau chaude, vous devriez déjà connaître le résultat: l'eau se refroidira et les glaçons fondront. Dans ce cas, il y a suffisamment d'eau à une température de départ suffisamment élevée pour non seulement augmenter la température des glaçons, mais aussi les faire fondre.
Quand l'eau ne fera-t-elle pas fondre la glace? devrait maintenant avoir du sens que tous les cas d'ajout d'eau ne feront fondre la glace. Même si l'eau est à une température plus élevée que la glace, s'il y a beaucoup plus de glace que d'eau, ou si la température de la glace est très basse, l'énergie thermique ne sera pas transférée suffisamment pour augmenter la température de la glace. La glace fait fondre la glace parce qu'elle est à une température plus élevée que la glace, de sorte que l'énergie thermique est transférée de l'eau à la glace. Puisque le principe scientifique à l'œuvre ici est l'idée de transfert de chaleur, il n'est pas nécessaire que l'eau soit utilisée pour faire fondre la glace. Toute substance (solide, liquide ou gazeuse) qui est à une température plus élevée que la glace sera capable de transférer l'énergie thermique pour faire fondre la glace.
