État de la matière [modifier]

A/ Comparer l'air et l'eau "liquide" du point de vue de leurs propriétés physiques concrètes.
B/ Définir les termes suivants : vapeur, brouillard, fumée.
C/ Définir les termes suivants : vaporisation, évaporation et ébullition.
D/ Expliquer la formation d'un nuage.
E/ L'eau bout-elle toujours à 100°C?
Question A :
L’air et l’eau sont deux fluides transparents n’ayant ni couleur, ni saveur, ni odeur.
L’air est invisible, compressible et possède une très faible densité par rapport à l’eau d=0,0013.
L’eau est visible, incompressible. Sa densité vaut 1.
La propriété qui traduit le caractère dispersé ou condensé de ces substances est la densité qui est extrêmement faible pour l’air
(état dispersé) et élevée pour l’eau (état condensé).
Question B par Magalie T. (Lire également le corrigé de cette question dans le dossier
« changement d’état (CRPE 2006 G 4 question 1)
LA VAPEUR : la vapeur est la forme gazeuse d’un corps pur qui est habituellement liquide ou solide dans les conditions
standards1.

La vapeur d'eau : le terme de vapeur est également utilisé pour désigner spécifiquement la vapeur d'eau. Cette dernière
est totalement invisible. Dans le vocabulaire courant le terme vapeur est utilisé pour désigner ce qui est souvent un
brouillard. En effet lorsqu'on rejette de la vapeur d'eau dans une atmosphère froide, une partie de la vapeur se liquéfie et
forme de fines gouttelettes qui provoquent une diffusion de la lumière ce qui permet de rendre visible le brouillard ainsi
créé.
LE BROUILLARD : Le brouillard est le phénomène météorologique constitué d’un amas de fines gouttelettes ou de fins
cristaux de glace, accompagné de fines particules hygroscopiques saturées d'eau, souvent de taille microscopique, réduisant la
visibilité en surface. Sa composition est donc identique à celle d'un nuage dont la base toucherait le sol. Par convention, les
météorologistes parlent de brume lorsque la visibilité horizontale est plus de un kilomètre et de brouillard si la visibilité est
inférieure à un kilomètre1. Les marins utilisent souvent le terme de brume quelle que soit la visibilité horizontale et le
nomment également fumée de mer quand il s'agit de brouillard d'évaporation.
Lorsque les conditions sont réunies, le brouillard peut être givrant : si la température du sol et des objets baignés par la nappe de
brouillard est inférieure à 0 °C, les gouttelettes en suspension gèlent en se déposant, formant du givre (ou du verglas sur une
chaussée).
La formation du brouillard : Le processus de formation du brouillard est identique à celui des nuages. Il résulte du
refroidissement d'un volume d'air jusqu'à la condensation d'une partie de sa vapeur d'eau ou par ajout de vapeur d'eau pour
atteindre la saturation. La liquéfaction de la vapeur d'eau, en eau liquide ou sa condensation en glace, se produit initialement
autour de certains types de micro-particules de matière solide (aérosols), qu'on appelle des noyaux de condensation ou de
congélation2. La congélation spontanée de l'eau liquide en glace, dans une atmosphère très pure, ne se produit pas au-dessus de 40 °C. Entre 0 °C et -40 °C, les gouttes d'eau restent dans un état métastable de surfusion, qui cesse dès qu'elles rentrent en contact
avec un noyau de condensation (poussière, cristal de glace, obstacle). Lorsque ce phénomène se produit au sol, on assiste à des
brouillards givrants2.
LE FUMEE : La fumée est un nuage de particules solides émis par un feu ou un échauffement mécanique. Ces particules
sont principalement de la suie (du carbone imbrûlé), ainsi que des cendres ; ces particules sont mélangées aux gaz de
combustion et aux vapeurs chaudes.
Question E par Morgane T
L'ean ne bout pas toujours à 100°C. Cela dépend de la pression qui règne au dessus de cette eau (si le
récipient n’est pas fermé, il s’agira de la pression atmosphérique. Si le récipient est fermé, cela dépendra de
la pression des gaz (air + vapeur formée). L'eau pure bout à 100°C lorsque la pression atmosphérique est
de 1013hPa. En augmentant la pression on augmente la température d'ébulllition de l'eau et inversement.
Question D par Amélie L.
(Voir le corrigé de cette question dans le dossier « changement d’état (CRPE 2008 G 5)
Lire également le corrigé des concours blancs.
Lorsqu'il y a accumulation de vapeur d'eau dans l'atmosphère l'air humide se refroidit. En s'élevant dans
l'atmosphère à une certaine altitude et selon la météo il y a saturation et des molécules de vapeur d'eau se
liquéfient, vont former des goutellettes d'eau ou de glace. Cette liquéfaction est visible sous forme de
nuages.
Attention, la liquéfaction (transformation physique) ne peut pas être visible, ce qui est visible c’est un nuage
par exemple.
Quand la vapeur d’eau se transforme en glace, on parlera de condensation
Question C
(Voir le corrigé de cette question dans le dossier « changement d’état (CRPE 2006 G 4 question 2)
Lire également le corrigé des concours blancs.