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Surfondre un liquide consiste à le refroidir en dessous de son point de congélation sans qu'il ne devienne solide [1] . La surfusion ne fonctionne qu'avec les liquides ne contenant aucune impureté, car celle-ci est à l'origine de la cristallisation. Une fois le liquide surfondu, vous pouvez déclencher sa solidification qui aura alors lieu sous vos yeux. Cela semble compliqué, mais sachez que vous pouvez surfondre de l'eau dans votre propre maison avec quelques simples manipulations.
Étapes
Méthode 1
Méthode 1 sur 2:Utiliser un bol rempli de glace et de sel
Méthode 1
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1Rassemblez le matériel nécessaire. Pour cette méthode, vous aurez besoin de sel, d'eau purifiée, d'un petit verre ou gobelet en plastique propre, d'un grand bol et de glace. Si vous disposez d'un thermomètre, il pourra vous servir, mais ce n'est pas indispensable.
- Votre verre doit être très propre. Les impuretés risquent de provoquer la cristallisation de l'eau en glace avant que la surfusion ne se produise.
- Le bol doit être assez large pour contenir le verre et suffisamment de glace pour submerger ce dernier.
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2Remplissez 1/4 du gobelet avec de l'eau purifiée. La quantité d'eau ne doit pas être précise. Ajoutez suffisamment d'eau pour pouvoir en mesurer la température, mais pas trop, car vous devez pouvoir entourer le gobelet de glace au-dessus de la ligne d'eau [2] . Placez le gobelet au centre du bol.
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3Remplissez le bol de glace. Ajoutez suffisamment de glace pour que le verre ou le gobelet en soit complètement entouré. Il doit y avoir suffisamment de glace et celle-ci doit dépasser le niveau de l'eau dans le gobelet [3] .
- Faites attention à ne pas faire tomber de glace dans le gobelet rempli d'eau.
- Vous pouvez recouvrir le gobelet avant d'ajouter de la glace et du sel afin de prévenir toute contamination accidentelle.
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4Saupoudrez deux cuillères à soupe de sel sur la glace. Ajouter du sel sur la glace va abaisser son point de fusion. Si le point de fusion diminue, la température autour du verre va descendre [4] .
- Encore une fois, faites bien attention à ne pas mettre de sel dans le verre ou le gobelet.
- Vous pouvez placer un thermomètre propre si vous en avez un.
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5Attendez environ 15 minutes. Attendez environ 15 minutes ou le moment où le thermomètre indiquera que la température de l'eau est en dessous du point de fusion. Cette réaction est plus rapide que ce qui se produit dans le congélateur, c'est pourquoi vous devrez être très attentif. Si vous avez un thermomètre, vous pourrez voir exactement le moment où l'eau passera en dessous du point de fusion.
- Si vous laissez l'eau trop longtemps, elle va geler.
- Si vous ne disposez pas d'un thermomètre, vous pourrez placer un second bol rempli d'eau du robinet. Lorsque l'eau du robinet va geler, votre eau purifiée devrait être surfondue.
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6Initiez la cristallisation. Il existe deux façons marrantes de faire geler l'eau. Vous pouvez faire tomber un morceau de glace dans le verre ou le gobelet ou vous pouvez verser l'eau sur un morceau de glace. Après avoir fait tomber la glace, l'eau devrait geler rapidement dans le verre ou le gobelet. Il s'agit d'un gel instantané [5] . Si vous versez l'eau sur de la glace, elle va geler au fur et à mesure.Publicité
Méthode 2
Méthode 2 sur 2:Utiliser le congélateur
Méthode 2
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1Trouvez une bouteille d'eau purifiée ou distillée. Vous ne pouvez pas utiliser d'eau du robinet, car elle contient des minéraux et d'autres impuretés qui vont provoquer la formation de glace durant le refroidissement [6] . L'eau purifiée ne contient pas ces impuretés, c'est pourquoi elle convient à cette expérience.
- L'eau prend en volume lorsqu'elle gèle. Assurez-vous donc que la bouteille n'est pas complètement remplie avant de commencer.
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2Placez la bouteille au congélateur. Placez la bouteille dans un coin où vous serez sûr que personne ne risque de la déplacer ou de lui mettre un coup. Si possible, dites à vos amis et/ou à votre famille de ne pas utiliser le congélateur pendant toute la durée de l'expérience.
- Si vous vivez dans un endroit où la température extérieure est inférieure au point de fusion, vous pouvez placer la bouteille dehors.
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3Laissez la bouteille sans la bouger pendant 2 à 3 heures. La durée nécessaire pour surfondre l'eau varie en fonction de la température de votre congélateur. Vous pouvez placer une bouteille d'eau du robinet dans le congélateur. Une fois que celle-ci sera gelée, votre eau purifiée doit être surfondue et toujours à l'état liquide [7] .
- Si vous tablez sur 2 heures, vérifiez l'état de la bouteille d'eau du robinet toutes les 15 minutes.
- Lorsqu'elle sera complètement gelée, l'eau pure sera surfondue.
- Si votre eau purifiée est également gelée, soit vous avez attendu trop longtemps, soit vous avez fait bouger la bouteille durant le processus, soit l'eau n'était pas complètement pure.
- Laissez fondre et réessayez pendant un laps de temps plus court.
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4Enlevez l'eau pure du congélateur. Enlevez soigneusement l'eau du congélateur. Lorsqu'un liquide est surfondu, un mouvement rapide risque de provoquer sa cristallisation.
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5Initiez la cristallisation. Il existe deux façons marrantes de faire geler l'eau. Vous pouvez secouer la bouteille et verser l'eau sur un morceau de glace. L'eau devrait geler immédiatement après avoir secoué la bouteille. Il s'agit d'un gel instantané [8] . Si vous versez l'eau sur de la glace, celle-ci va geler dès qu'elle entrera en contact avec la glace. Continuez à verser l'eau pour observer celle-ci s'accumuler en gelant [9] .Publicité
Conseils
- L'eau surfondue est toujours potable. Vous pouvez faire un granité avec le reste de glace fondue.
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Avertissements
- Ne laissez pas poser trop longtemps !
- Lorsque l'eau gèle, elle grandit en volume. Ne remplissez pas complètement la bouteille avant de la mettre au congélateur.
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Éléments nécessaires
- De l'eau du robinet
- De l'eau distillée
- Deux bouteilles d'eau
- Un congélateur
- Du sel
Références
- ↑ http://www.esrf.eu/news/general-old/general-2010/supercooling;jsessionid=5141EA5A0B183F530F1DE4D5D034AA79
- ↑ http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/Phys_p033.shtml#procedure
- ↑ http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/Phys_p033.shtml#procedure
- ↑ http://physicsbuzz.physicscentral.com/2014/06/the-science-of-ice-cream.html
- ↑ http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/Phys_p033.shtml#background
- ↑ http://chemistry.about.com/od/chemistryhowtoguide/a/how-to-supercool-water.htm
- ↑ http://chemistry.about.com/od/chemistryhowtoguide/a/how-to-supercool-water.htm
- ↑ http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/Phys_p033.shtml#background
- ↑ http://chemistry.about.com/od/chemistryhowtoguide/a/how-to-supercool-water.htm
- Vidéos fournies par HouseholdHacker
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