EAU, GLACE, NEIGE, VAPEUR

-eau, glace, neige, vapeur

CARACTÉRISTIQUES de l'EAU PURE

activité spécifique 10² Bq/kg

capacité thermique massique (ancienne chaleur spécifique) = quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 degré un litre d'eau

= 4,18.103 J /kg-K

cette valeur est donnée pour pression normale, mais elle varie de 1% tous les 10 bars

capacité thermique molaire = 26 J/K-mol

enthalpie massique de solidification (ex chaleur latente de solidif.) 3,34 .103 J/kg

chaleur massique de vaporisation (en 103 J/kg) : 2,50 à 0°C, puis 2,35 à 60°C, puis 1,93 à 200°C, puis 0 > 374°

coefficient d'atténuation acoustique : 5.500 m-1 (pour fréquence 5.107 Hz)

coefficient de diffusivité : 10-7 m²/s

coefficient de dilatation volumique isobare (entre 0 et 4°C) négatif soit -10-5 K-1

coefficient de transfert thermique (en W/m²-K) 500 pour eau calme- 2000 pour eau vive--5000 pour eau agitée

coefficient de variation isobare 2.10-4 K-1

compressibilité volumique 5.10-10 Pa-1 à 0° C

concentration molaire volumique 3,33.1028 mol/m3

constante cryométrique 1900° K

constante diélectrique 80 F/m-sr à T.P.N

constante ébullioscopique 520 °K

constitution physique: les molécules de O et de H (tétraèdres d'atomes) n'occupent que

46 % du volume total d'un élément d'eau (et 49% pour la glace)

densité maximale à 4° C (1) puis diminue, par exemple 0,712 à 300 °C

dureté (T.H) de 1 à 50 degrés (10 à 500 grammes de calcaire/m3)

enthalpie massique de fusion : elle varie en fonction de la température

- à pression normale, elle va de 3.105 J/kg (à 10 °C) jusqu'à 1,3.106 J/kg (à 300° C)

-et en fonction de la pression >> à 20° C, de 2.105 J/kg (à 0,1 bar) jusqu'à 1,2.106 J/kg (à 50 bars)

enthalpie massique de vaporisation (ex chaleur latente de vapor.) (à pression normale): 2,26.103 J/kg

elle est variable avec la pression >>> en J/kg à 0,1 bar(2392)--à 5 bars(2117)--à 10 bars(2014)--à 50 bars(1640)-

entropie molaire à 0° K : 3,4 J/k-mol

hauteur capillaire 3.10-3 m

impulsion volumique 1,4.106 kg/m²-s

indice de réfraction 1,335 moyen

isolant : l'eau pure est un excellent isolant (une eau pure est celle ne comportant que quelques auto-ionisations du genre  H3O+ ou OH-)

liaison H2 1,8.10-10 m (et elle dure 10-12 s)

liaison ionique (énergie d’attraction entre 2 atomes de charge opposée) 60 à 10 kJ/mol

magnétisme : diamagnétisme

moment coulombien de la molécule d'eau = 1,86 Debye (= 6,2.10-30 C-m)

perméabilité magnétique relative -0,8

pH 7(eau distillée)

poids spécifique 104 N/m3

point de congélation eau saturée de sel -21°C

point d’ébullition 373 ° K

point triple 273,16 ° K

rayon d'une goutte d'eau de pluie 3.10-4 m

résistance linéique thermique  0,6 W/m-K à 20°C

résistivité 15 à 130  Ωm (la plus élevée pour la plus pure)

susceptibilité magnétique 10-6 sr

viscosité cinématique (à T.P.N) 10-6 m²/s (myriaStokes)

viscosité dynamique : varie de 15.10-4 pl (à 0°C) jusqu’à 3.10-4 pl (à 100°C)

vitesse de diffusion à travers un sol :10-3 à 10-11 m/s, selon perméabilité du sol

vitesse de la lumière dans l’eau 225.000 km/s

vitesse du son dans l'eau 1500 m/s à 0°C

volume massique  varie de 10-3 (à 0°C) jusqu’à 1,4.10-3 (à 300 °C)

 

CARACTÉRISTIQUES de l'EAU DE MER

densité relative 1,026

pH environ 8

point de congélation -1,9 °C (c'est donc la température immédiatement sous une banquise)

salinité des mers 3 à 35 %

température à 2000 m de profondeur 7 à 13 °C

température à 4000m de profondeur 0 à 2° C

volume des océans terrestres 1018 m3 d'eau

nombre de gouttes d'eau dans les océans terrestres > 1026

 

CARACTÉRISTIQUES de la GLACE

capacité thermique massique  2090 J/kg-K

concentration molaire volumique 3,1.1028mol/m3

densité volumique 9,2.10² kg/m3 (sauf pour la glace amorphe, ayant densité 12% supérieure)

enthalpie massique de fusion (ex chaleur latente) : 80.000 cal, soit 3,34.105 J(passage de 1 kg de glace à 1 litre d’eau)

enthalpie massique de sublimation (ex chaleur latente) q's= 2,8 .106 J/kg avec une variation en fonction de la température sous forme de viriel du genre  q'c = 2830 – 0,3T + 0,004 T² etc....

poids spécifique (neige tassée) 3 à 5.103 N/m3

structure cristalline hexagonale (sauf pour la glace amorphe, créée artificiellement à haute pression et basse température)

tension superficielle entre eau et glace 22 N/m

la glace comprimée (compressée) fond

 

CARACTÉRISTIQUES de la NEIGE

La neige est corps blanc d'apparence, car il n'absorbe quasiment aucune radiation, mais c'est un corps noir au sens thermodynamique

albédo 0,85 à 0,9

capacité calorifique 2,1.10-3 J/kg-K

enthalpie (ex chaleur latente) massique -pour fusion et solidification(334 J/kg)--pour évaporation et condensation liquide(2500 J/kg)

et pour sublimation et cond. solide(2835 J/kg)

masse volumique en kg/m3 >>> fraîche(30)--compacte(200)--soupe(500)

poids spécifique (neige tassée) 3 à 5.103 N/m3

résistance mécanique, en Pa >>> compression et cisaillement(105)--traction (102)résistance linéique thermique  0,6 W/m-K à 20°C 0,02 J/kg-K

teneur en eau (ou T.E.L) 2% (peu humide)--3 à 4%(humide, propice aux boules de neige)--plus de 4%(mouillée)

 

CARACTÉRISTIQUES de la VAPEUR d’EAU

capacité thermique massique à volume constant 1380 J/kg-K

chaleur enthalpique massique de condensation q'c = 2,26 .106 J/kg avec une variation en fonction de la température sous forme de viriel du genre

q'c = 2500 – 2,35T + 0,0016 T² etc....

coefficient de transfert thermique 10000 W/m²-K

constante individuelle de gaz 460 J/kg-K

enthalpie massique varie de 3.104 (à 103 Pa) jusqu’à 2.105 (à 104 Pa)

masse molaire 0,018 kg/mol

masse volumique (à 100° C) 0,6 kg/m3 donc volume de vapeur d'eau = 1234 fois plus que le volume de l'eau ayant servi à sa création [958 / (1,293 x 0,6)]

masse volumique évolutive avec la pression >>> en kg/m3 à 5 bars(2,7)--à 20 bars(10) et à 50 bars(25)

pression vapeur varie de 6.10²Pa à 0°C jusqu’à 312.10² Pa à 70°C

pression vapeur saturante 2,3.103 Pa

rayon d'une goutte de brume 10-5 m

tension superficielle entre eau et vapeur 0,8 N/m

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