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La solidification est le phénomène contraire : un liquide devient solide lorsque sa température s abaisse suffisamment. La surfusion est un phénomène qui se produit parfois lors de la solidification : le corps reste liquide alors que sa température est inférieure à celle à laquelle la solidification se produit habituellement. La surfusion d un milieu est un phénomène très instable et il suffit d une toute petite modification de l un des paramètres physiques ou chimiques du milieu pour que le phénomène disparaisse, le liquide se solidifiant brutale­ment. Le but de cette séance est d observer les phénomènes de solidification et de surfusion de l eau en refroidissant un échantillon d eau pure et en enregistrant sa température en fonction du temps. II) Quelques données 1) Un mélange de 200 mL de glace et 25 à 30 mL de gros sel voit sa température s abaisser jusqu à environ  20° C. On appelle cette composition « mélange réfrigérant ». Un tel mélange peut refroidir et congeler une dizaine de millilitres d eau placée en son sein dans un tube à essais (environ le tiers du tube). 2) Pour que le phénomène de surfusion se produise, le produit utilisé doit être très pur. Dans le cas de l eau, on pourra utiliser de l eau distillée. Les récipients au contact de cette eau devront être très propres. 3) Une sonde de température branchée sur l interface d acquisition et plongée dans le tube à essais peut mesurer la température de l eau en continu. Elle possède son propre circuit adaptateur et délivre une tension qui est une fonction affine de sa température en ° C. Le fabricant précise que cette tension varie régulièrement de  1 V à +5 V lorsque la température varie de  25° C à +125° C. 4) Il est possible grâce au logiciel Hermès (voir le document : Un ordinateur comme thermomètre) de calculer la température à partir de la tension délivrée par la sonde et de l enregistrer en fonction du temps. Pour obtenir un enregistrement à intervalles de temps réguliers, on cochera, dans la fenêtre Saisie, la case Automatique, et l on saisira une Période de saisie (le refroidissement de l eau étant assez rapide, une période de 5 s est conseillée). Il suffira alors de cliquer sur le bouton Début saisie pour lancer l enregistrement. Grâce à la fenêtre de Contrôle des calculs, on peut tracer les grandeurs enregistrées pendant la saisie. Visualiser les données en continu permet de repérer les phénomènes importants en temps réel. 5) Il est important de noter, pendant l enregistrement, les phénomènes intéressants qui peuvent se produire. On consignera dans le compte rendu toutes les observations. En particulier, on peut repérer à quel moment l eau se solidifie en tirant légèrement sur la sonde de température pour voir si elle est, ou non, figée par la glace. III) Questions préalables 1) Sur quelle voie la tension délivrée par la sonde apparaît-elle ? 2) Quelle est la relation littérale entre la température q de la sonde et la tension U qu elle délivre ? On appellera qmin et qmax les températures mesurables minimales et maximales, et Umin, Umax, les tensions correspondantes. 3) Sachant que, au cours de l expérience, la température mesurée varie entre +20° C (température de la pièce) et  15° C environ, quel calibre doit-on choisir pour mesurer la tension correspondante ? 4) On veut tracer la température en fonction du temps. Dans la fenêtre Saisie, combien de saisies doit-on prévoir ? Comment doit-on les configurer ? IV) Questions après expérience 1) Imprimer la courbe obtenue et repérer sur le document les phénomènes de solidification et de surfusion de l eau. Décrire par quelques phrases ce qu il se passe pendant ces phénomènes. À quel moment la sonde a-t-elle été prise dans les glaces ? Qu appelle-t-on un « palier de changement d état » ? 2) L échelle Celsius de température repose sur le repérage de deux températures fixes notées 0° C et 100° C, l intervalle entre ces deux températures étant ensuite divisé en 100 degrés égaux. À quels phénomènes correspondent ces deux températures ? Pourquoi peut-on les repérer facilement ? 3) On raconte que durant de siège de Stalingrad, par une nuit glaciale de l hiver 1942 (température extérieure  30° C), une troupe de chevaux affolés fuyant un incendie se précipitèrent dans le lac Ladoga, apparemment limpide et tranquille, pour échapper aux flammes et moururent tous instantanément. Quelle fut la cause de la mort de ces chevaux ? 4) Rechercher sur Internet des informations sur le phénomène de surfusion et résumer dans votre compte rendu les informations collectées. ‚ñTextControllers.StdCtrlDescñTextControllers.ControllerDescñContainers.ControllerDescñControllers.ControllerDescò ‚òaYƒò?‚ò$ £ZPSÔ”‚ò *PS ø ø,›[ ø@‚ñDocuments.ControllerDescò t]s '£€ü €ü ô`h *˜