Les états de l'eau sont présents dans la croûte terrestre et dans l'atmosphère. L'hydrosphère est constituée de masses exorbitantes d'eau liquide, principalement salée, qui donnent à la Terre sa surface bleuâtre caractéristique; et à ses pôles blancs, deux régions glacées où la glace prolifère sous forme de calottes polaires.
Quant à leurs vapeurs, nous voyons leur développement final dans le condensat du nuage, lorsqu'elles sont suffisamment agglomérées pour refléter la lumière du soleil dans ses couleurs blanchâtres typiques. Les nuages, les colloïdes gazeux, libèrent leur teneur en eau provoquant la pluie ou les précipitations, ou gèlent en minuscules cristaux qui tombent comme de la neige.
L'eau, bien qu'elle semble un simple composé, cache dans ses gouttes cristallines un torrent de propriétés incroyables qui s'étendent à travers tous ses états physiques. Source: Pxhere.
Lorsque les vapeurs d'eau refroidissent à basse altitude, elles enduisent les objets ou les surfaces de givre, qui ressemble à de la neige mais plus brillant et plus cristallin. En revanche, dans le brouillard ou le brouillard, les particules d'eau sont combinées dans plus d'un état, car elles sont constituées de colloïdes moins denses qui brouillent et blanchissent la vue des spectateurs.
De tous ses états physiques, le plus important est le liquide, car il constitue une grande partie de notre corps et de tous les organismes vivants.
Voyons quels sont les trois états de l'eau:
Solide
Sous forme solide, l'eau peut être trouvée sous forme de glace, de neige ou de gel.
Glace
Une galerie de glaciers bleus. Source: Pxhere.
La formule chimique de l'eau est H 2 O, et sa molécule peut s'écrire HOH, dont la géométrie est angulaire (type boomerang), capable de former trois liaisons hydrogène à l'état liquide.
Pendant ce temps, lorsque la température baisse et que l'eau se refroidit, ses molécules adoptent quatre de ces ponts, ce qui crée un agencement spatial spécifique et répétitif: un cristal d'eau. Ce cristal est populairement connu sous le nom de glace. La glace est alors l'état solide de l'eau.
On trouve des exemples de glace dans les cubes de boisson, dans les bouteilles d'eau qui gèlent au réfrigérateur, sur les surfaces de piscines ou de fontaines exposées à l'hiver, ou dans les masses de glaciers.
La glace peut apparaître sous forme de blocs incolores, mais elle peut devenir blanchâtre en fonction de ses impuretés ou de la teneur en air occlus. Il peut également afficher des teintes bleuâtres pâles (image du haut), qui représentent la manière la plus naturelle d'interagir la lumière avec vos cristaux.
Ainsi, l'eau n'est pas entièrement incolore ou cristalline: elle a une couleur bleue presque imperceptible. Cette couleur s'intensifie en fonction de la concentration et du compactage des molécules d'eau irradiées par la lumière.
Neige
Les champs enneigés ressemblent à des surfaces sablonneuses. Source: Matthias MeyerPexels.
La neige est aussi de la glace, mais dont les cristaux sont plus petits puisqu'ils ont été formés à partir de gouttes microscopiques d'eau, gelées et suspendues dans les nuages. Ces cristaux ou flocons de neige s'agglomèrent, tombent dans le vide et finissent par déposer un solide blanc poudreux sur les surfaces.
Cependant, la morphologie de la neige et de ses types échappe au champ météorologique.
Gel
Le gel est reconnaissable à ses cristaux les plus brillants et les plus proéminents. Source: Pixabay.
Le gel est également une des manifestations de glace les plus connues et les plus admirées. Contrairement à la neige, ses cristaux proviennent de basses altitudes, à la suite du dépôt de vapeurs d'eau sur les surfaces froides; les premiers cristaux servent de noyaux pour le second, et ainsi de suite jusqu'à la formation de motifs écailleux ou hérissés (image du haut).
Liquide
L'eau liquide est son état le plus important et le plus vital, mais pas le plus abondant de l'univers. Source: Pixabay.
L'eau liquide est la plus courante sur Terre, bien que l'on ne puisse pas en dire autant des autres planètes. On le voit sur les rives dans ses vagues effervescentes, et au-delà sur l'horizon bleu avec ses crêtes ondulantes.
Les volumes exorbitants des océans leur permettent d'afficher des couleurs bleues de plus en plus foncées au fur et à mesure que l'on descend vers de plus grandes profondeurs où la lumière est complètement dispersée et ses rayons n'éclairent rien.
L'eau douce est le liquide qui soutient toutes les formes (connues) de vie, car ses molécules sont contenues à l'intérieur et à l'extérieur des cellules.
Les états énergétiques des molécules d'eau dans le liquide sont plus aléatoires et hétérogènes que ceux trouvés dans la glace: des liaisons hydrogène sont constamment créées et rompues à mesure que les molécules d'eau liquide se déplacent d'un côté à l'autre.
A partir de l'eau liquide, on étudie l'existence de régions de densités faibles et élevées; c'est-à-dire des zones du liquide où les molécules sont plus groupées que dans d'autres. L'eau vitreuse et super visqueuse est même appelée transitions de phase liquide sous haute pression.
Gazeux
Dans les sources chaudes ou les geysers, vous pouvez voir les vapeurs d'eau. Source: Pixabay.
Lorsque l'eau s'évapore, ses molécules H 2 O passent à l'état gazeux ou en phase vapeur: la vapeur d'eau. Ces vapeurs sont incolores, mais si leur concentration est élevée, elles peuvent être vues comme une fumée blanche, caractéristique des chaudrons d'eau bouillants, des sources chaudes ou des jets bouillants des geysers.
Une fois que les vapeurs d'eau montent vers le ciel, elles commencent à se refroidir, commençant à former des gouttes microscopiques d'eau qui restent en suspension dans l'air; tous sont connus sous le nom de nuages, assez grands pour refléter toutes les couleurs de la lumière du soleil, et mélangés avec d'autres particules présentes dans l'atmosphère.
Autres
Si une glace est chauffée, de l'eau liquide se formera, et ceci à son tour de la vapeur d'eau. Il en est ainsi à la pression atmosphérique; Cependant, cette pression peut être manipulée ainsi que la température pour soumettre l'eau à des conditions hostiles, telles que celles trouvées dans le Cosmos, en particulier à l'intérieur des planètes glacées telles qu'Uranus et Neptune.
L'eau sous pression (de l'ordre de centaines de GPa) et à des températures écrasantes (des milliers de degrés Celsius), acquiert des états physiques dont les caractéristiques ne coïncident plus avec la glace conventionnelle et ses polymorphes, ainsi qu'avec le liquide et ses vapeurs.
Par exemple, l'un de ces états est la glace XVIII, qui, plus que la glace, est un solide superionique aux caractéristiques métalliques; il transporte des protons à l'intérieur au lieu d'électrons. On pense que s'il pouvait être obtenu en quantités appréciables, il ressemblerait à des cristaux noirs chauds - de la glace noire.
Références
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