Loi ou phénomène : Montrer que la densité de l'eau augmente entre 0° et 4°C.
Description : L’appareil de Hope est une éprouvette percée de deux trous pour permettre de mesurer une température à deux profondeurs différentes. Une « couronne » en laiton est positionnée à mi-hauteur entre les deux trous.
Expérience : La couronne est remplie de glace tandis que l’éprouvette est remplie d’une eau à 10 °C. Le thermomètre supérieur indique une température qui se maintient autour de 10 °C tandis que le thermomètre inférieur montre une baisse rapide de la température qui se stabilise autour de 4 °C.
En se refroidissant l’eau circule vers le bas, on constate que sa densité augmente.
Sous l’effet de la glace l’eau continue à se refroidir, le thermomètre supérieur enregistre à son tour une baisse de la température jusqu’à 0°C. Le thermomètre inférieur indique toujours 4 °C. L’eau à 4°C est donc plus dense que l’eau à 0°C.
Remarque : En hiver, quand l’eau des lacs atteint 4°C, elle « descend » et occupe le fond du lac puisqu’elle est plus dense. L’eau de surface, moins dense, gèle à O°C, protège la couche profonde qui reste liquide, ce qui permet de maintenir une vie aquatique.
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