L'eau réagit comme tout autre composé aux changements de température, mais une anomalie se produit dans une plage étroite autour du point de fusion, et c'est un changement qui fait une grande différence. Lorsque vous chauffez de la glace, les molécules acquièrent de l'énergie cinétique et la glace se dilate jusqu'à ce qu'elle fond. Mais une fois que toute la glace s'est transformée en eau et que la température recommence à augmenter, l'expansion s'arrête. Entre 32 et 40 degrés Fahrenheit (0 et 4 degrés Celsius), l'eau fondue se contracte en réalité lorsque la température augmente. Au delà de 40 F (4 C), il recommence à se développer. Ce phénomène rend la glace moins dense que l'eau qui l'entoure, ce qui explique la flottaison de la glace.

TL: DR (trop long, pas lu)

La glace se développe à un rythme fixe l'eau liquide se dilate à un rythme accéléré avec l'augmentation de la température et la vapeur se dilate à nouveau à une vitesse fixe. Entre les températures de 32 ° C (40 ° F) et 4 ° C (40 ° F), l'eau liquide se contracte en réalité à mesure que la température augmente.

Expansion de la glace, de l'eau et de la vapeur? ne peut que se développer linéairement, ce qui signifie que la longueur et la largeur d'un cube de glace peuvent changer. Le coefficient de dilatation linéaire pour la glace, qui mesure le changement fractionnaire de longueur et de largeur par degré Kelvin, est une constante de 50 x 10 ^{-6 ÷ K. Cela signifie que la glace se dilate uniformément avec chaque degré de chaleur ajouté}

Quand la glace devient de l'eau liquide, elle n'a plus de dimensions linéaires fixes, mais elle a du volume. Les scientifiques utilisent un coefficient thermique différent - le coefficient de dilatation du volume - pour mesurer la réponse de l'eau liquide à la température. Ce coefficient, qui mesure les changements fractionnaires de volume par degré Kelvin, n'est pas fixe. Il augmente avec la température de montage jusqu'à ce que l'eau commence à bouillir. En d'autres termes, l'eau liquide se dilate à mesure que la température monte.

Quand l'eau se transforme en vapeur, elle se dilate selon la loi des gaz parfaits: PV = nRT. Si la pression (P) et le nombre de moles de vapeur (n) restent constants, le volume de vapeur (V) augmente linéairement avec la température (T). Dans cette équation R est une constante appelée constante de gaz idéale.

L'Anomalie Cruciale

À son point de fusion, l'eau présente une caractéristique commune à aucun autre composé. Au lieu de continuer à se dilater à l'état liquide, il se contracte et sa densité augmente jusqu'à atteindre un maximum de 40 F (4 C). Du point de fusion à ce point critique, le coefficient de dilatation est négatif, et au point de densité maximale, le coefficient de dilatation est 0. Si la température continue d'augmenter, le coefficient de dilatation redevient positif. p> Si vous inversez le gradient de température et refroidissez l'eau au point de congélation, elle commence à se dilater à 4 ° C (40 ° F) et continue à se dilater jusqu'à ce qu'elle gèle. C'est la raison pour laquelle les conduites d'eau éclatent par temps de gel et pourquoi vous ne devriez jamais mettre une bouteille de verre pleine d'eau dans le congélateur.