Pourquoi les poissons peuvent-ils vivre dans un lac gelé ?

Posté par melodie caspar le 6th février 2011 dans Leçons

appareil de Hope

Introduction :

L’appareil permettant d’élucider cette énigme a été inventé par Thomas Charles Hope qui l’a fait fonctionner pour la première fois en 1805.

De quoi est –il constitué ?

L’appareil est constitué d’une éprouvette à pied entourée d’un manchon métallique dans sa partie moyenne. L’éprouvette est percée de part et d’autre du manchon, et contient aussi deux trous porteurs de thermomètres  dont les réservoirs se trouvent à l’intérieur.

Une petite expérience : l’expérience de Hope…

L’éprouvette est remplie d’eau à environ 10°C. On met de la glace pilée dans le manchon. On note de minute en minute la température des deux thermomètres.

Voici ce que l’on constate : le thermomètre inférieur baisse rapidement, sa température atteint 4° et s’y maintient longtemps. Le thermomètre supérieur baisse plus lentement, sa température descend au dessous de 4° alors que le thermomètre inférieur est stationnaire.

Nous savons que le liquide le plus dense coule au fond de l’éprouvette. Donc à 4°C, la densité de l’eau est plus grande qu’à toute autre température. On dit qu’à 4°C l’eau présente son maximum de densité.

Cette expérience montre aussi que la loi de dilatation de l’eau est complètement différente de celle des autres liquides. Lorsque la température baisse l’eau ne se contracte que jusqu’à 4° (sa densité augmente). Au dessous l’eau se dilate jusqu’à la congélation (sa densité diminue).

Application

Ce phénomène est très important, car l’hiver, l’eau des lacs et des rivières qui se refroidit tombe au fond. A partir de 4°C si la température continue de baisser alors l’eau devient plus légère et remonte en surface et peut finir par congeler si les températures basses se maintiennent. Cela permet de protéger les couches d’eau inférieures, qui elles ont une température maintenue à  4°. Si l’eau ne présentait pas un maximum de contraction à 4°, elle commencerait à geler jusqu’à se prendre toute entière, ce qui empêcherait toute vie aquatique.

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