Liquide, solide, gazeuse : l’eau dans tous ses états

L’eau peut se trouver sous trois états : liquide, solide et gazeux. Seul l’état gazeux correspond exactement à la formule classique de la molécule d’eau H2O. C’est à l’état liquide et solide que l’eau montre ses propriétés les plus remarquables.

La principale propriété chimique de l’eau est de dissoudre d’autres éléments. Il suffit de voir ce qui arrive lorsque l’on plonge du sucre, du sel, de la craie, de la farine ou du café dans l’eau. De ce fait, elle peut attaquer les parois d’un récipient qui la contient, même s'il lui faut du temps pour cela, ronger patiemment les roches les plus dures et creuser des ravins. Elle peut aussi dissoudre des gaz présents dans l’air comme le gaz carbonique ou l’oxygène. Cela explique pourquoi l’eau à l’état naturel n’est jamais vraiment pure : elle contient toujours autre chose, en plus de l’oxygène et de l’hydrogène.
De plus, par les sels minéraux qu'elle contient, l’eau joue un rôle très important dans toutes les réactions chimiques qui font intervenir l’électricité ou des matières chargées électriquement.

Les propriétés physiques de l’eau sont nombreuses :
L’eau ne peut pas se comprimer, ni diminuer de volume, même si on lui fait subir une pression forte. C’est le principe de Pascal.
Si l’on enfonce un objet dans l’eau, on remarque que l’eau le repousse vers le haut : c’est le principe d’Archimède. On peut s’en rendre compte en mettant une dizaine de cailloux dans un sac plastique. Pour le soulever, il faut produire un certain effort. Ensuite, on plonge le même sac dans un seau d’eau. On se rend compte que l’effort pour soulever ces cailloux dans l’eau est beaucoup moins grand qu’à l’air libre.
L’eau augmente de volume quand elle se transforme en glace. L’eau est la seule substance capable d’accomplir un tel phénomène. Il suffit de remplir d’eau une bouteille en plastique et de la mettre au congélateur. Au bout de quelques heures, l’eau transformée en glace fait éclater la bouteille. Les forces liées à la congélation sont suffisamment importantes pour faire éclater des récipients très solides. Cela explique aussi que la glace est plus légère que l’eau. On peut observer ce phénomène en mettant des glaçons dans un verre d’eau. Les glaçons remontent toujours vers la surface.
L’eau est un fournisseur d’énergie. Cette énergie sert depuis longtemps à faire tourner les roues à eau et les moulins. L’eau peut aussi fournir de l’énergie en se transformant en vapeur. Les premiers trains à vapeur utilisaient cette propriété.
La température à laquelle l’eau bout ou se transforme en glace change avec la pression atmosphérique. Ainsi en haut de l’Everest, où la pression est plus faible en raison de l’altitude, l’eau bout à 72° C seulement, tandis qu’elle bout à 100° C au niveau de la mer.
L’eau est un très bon conducteur, par exemple pour transporter de l’énergie. Ainsi, l’eau conduit beaucoup mieux la chaleur que les autres liquides. Le chauffage central des habitations utilise cette propriété. L’eau conduit aussi très bien l’électricité, ce qui peut présenter des dangers. C’est pour cette raison que l’installation de prises électriques dans les salles de bains est strictement réglementée, en raison des risques d’électrocution que cela peut provoquer.