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

compression: la glace comprimée (compressée) fond

concentration molaire volumique 3,1.1028 mol/m3

densité volumique 9,2.10² kg/m(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 .10J/kg avec une variation en fonction de la température sous forme de viriel du genre

q'c = 2,83.106 – 3.10-4 T + 4.10-6 T² etc....

poids spécifique (neige tassée) 3 à 5.10N/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

transparence: la glace, en surface, n'est pas très plane (structures moléculaires inégales) d'où réflexions donnant un aspect blanc, et par ailleurs en profondeur, des inclusions de bulles d'air, des réseaux moléculaires irréguliers, des corps étrangers... provoquent des micro-cristaux qui empêchent une bonne transparence

 

CARACTÉRISTIQUES de la NEIGE

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

albédo (coeff. de réflexion) = 0,85 à 0,90

capacité calorifique 2,1.10-3 J/kg-K

enthalpie (ex chaleur latente) massique = (334 J/kg) pour fusion et solidification--

(2500 J/kg)pour évaporation et condensation liquide

et (2835 J/kg) pour sublimation et condensation solide

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

poids spécifique (neige tassée) 3 à 5.10N/m3

résistance mécanique, en Pa >>> compression et cisaillement(105)--traction (102)

résistance linéique thermique   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% (soupe)

 

CARACTÉRISTIQUES de la VAPEUR d’EAU

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

chaleur enthalpique massique de condensation q'= 2,26 .10J/kg avec une variation en fonction de la température sous forme de viriel du genre

q'c = 2,3.10– 2,3.10T + 20 T² etc....

coefficient de transfert thermique (k') 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/mdonc 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/m

à 5 bars(2,7)--à 20 bars(10) et à 50 bars(25)

pression vapeur varie de 6.10² Pa à 0°C jusqu’à 3,12.104 Pa à 70°C

pression vapeur saturante 2,3.10Pa

rayon d'une goutte de brume 10-5 m

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

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