Questions - Réponses

Sciences

Vous avez une expérience simple à me donner pour savoir pourquoi les canettes de boissons se déforment au congélateur quand on les laisse longtemps dedans?

Question de Cassielisa, 12 ans

Didier Perret

Réponse de Didier Perret

Docteur

Section de chimie et biochimie
Université de Genève

C’est extraordinairement simple et cela tient en quatre mots: liquide, solide, masse volumique!

Lorsqu’une cannette ou une bouteille en plastique contenant une boisson à base d’eau est placée au congélateur, elle contient un liquide. Ce liquide passe à l’état solide en se refroidissant.

La boisson sous forme solide prend plus de place que la boisson sous forme liquide, ce qui fait gonfler la cannette d’aluminium ou la bouteille en plastique. Si une bouteille en verre est utilisée, elle se brisera car le verre ne peut pas se déformer. Voilà pour la constatation. Un peu d’explications à présent.

L’eau a une particularité exemplaire et unique parmi toutes les substances identifiées sur notre planète: l’eau solide (la glace) flotte à la surface de l’eau liquide (le principe des icebergs ou des glaçons dans le verre), car la masse volumique de l’eau solide est plus petite que la masse volumique de l’eau liquide.

La masse volumique représente la quantité (exprimée en grammes) d’une substance qu’il est possible de placer dans un volume donné (exprimé en centimètres cubes).

La masse volumique de l’eau liquide, à 4 °C (p.ex. dans le réfrigérateur) est d’exactement 1.00 gramme par centimètre cube, tandis que la masse volumique de l’eau solide, à 0 °C (p.ex. dans le congélateur) est d’exactement 0.917 gramme par centimètre cube.

Vu sous un autre angle, 1.00 gramme d’eau occupe un volume de 1.00 centimètre cube lorsqu'elle est liquide, mais occupera un volume de 1.09 centimètre cube lorsqu’elle se sera solidifiée, c’est-à-dire un volume 9% plus grand.

L’augmentation du volume occupé par l’eau solide, par rapport à l’eau liquide, peut aussi être visualisée de manière simple: si on remplit un récipient à glaçons d’eau liquide à ras bord, et qu’on le place dans le congélateur, on constatera lorsque les glaçons se seront formés qu’ils ont "grossi".

12 décembre 2017

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