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     La seule personne à avoir marché sur l'eau serait Jésus. En effet, un passage de la Bible nous raconte que Jésus a marché sur l'eau. Beaucoup de personnes pourraient alors se poser la question "Et pourquoi pas nous ?!".

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     Nous avons choisi le sujet de la flottabilité, faisant partie du grand thème "Matière et forme".

La problématique à laquelle nous allons répondre est : "Peut-on marcher sur l'eau ?".

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     Notre étude apparaît comme étant enfantine, mais derrière la question de la marche sur l’eau, se cache plusieurs points scientifiques. En effet, il y a la question de l’eau, de la flottabilité avec la poussée d'Archimède, et la question "pourquoi un corps flotte-t-il ?". En plus de cela, tout au long de notre TPE, nous nous sommes intéressé au mélange insolite de farine de maïs et d'eau : il sera donc notre mélange d'étude. Nous allons avec celui-ci toucher à plusieurs autres points scientifiques.

     Avant d’étudier le comportement de la farine de maïs avec de l'eau, nous savions qu’elle possédait des propriétés spécifiques. En effet, lors du printemps de l’ICAM 2016, un salon où sont présentées différentes animations, des étudiants avaient déjà réalisé une étude de cet élément. Le frère de Caroline étant étudiant à l’Institut Catholiques des Arts et Métiers, il lui a proposé de venir voir le salon. Elle y est allée et a essayé de marcher sur un mélange de farine de maïs et d’eau. Elle a été surprise par la viscosité du mélange, c’est d’ici que nous est venue l’idée d’approfondir le sujet qui nous semblait intéressant.

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     Nous allons donc, grâce à nos observations, connaissances et expériences, répondre à la question "Peut-on marcher sur l'eau ?". D'abord nous étudierons la farine de maïs, puis nous consacrerons une seconde partie à la flottabilité.

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     Avant de passer à la suite, nous vous proposons de lire un avant-propos.

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     Nous avons décidé de réaliser un avant propos sur l'eau. Tout d'abord parce que c'est un des mots clés de notre problématique et ensuite parce que c'est une notion fondamentale à l'échelle de notre TPE mais également à l'échelle du monde.

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L’eau est un élément essentiel à la vie de l’homme : il est même la caractéristique principale de la vie des êtres humains.

Sa formule brute est H²O.

La question de l’eau a été toujours importante pour l’homme. Aristote au 4ème

siècle avant J-C distingue quatre éléments : le feu, la terre, l'air et l’eau.

Au contraire, Démocrite suppose que la matière a une nature corpusculaire

(il évoque alors l’idée de l’atome – atomos en grec, qui signifie indivisible).

La théorie d’Aristote est admise jusqu'au 17ème siècle. Or, à la fin du 18ème

siècle, tout est remis en cause. Petit à petit, les physiciens remettent en cause

cette théorie et démontrent que l’eau est formée d’hydrogène, d’abord, puis de

d’oxygène. La fin du 18ème siècle figure de la disparition de la théorie d’Aristote.

Plus tard, des Français (tel que Lavoisier) pratique une synthèse de l’eau.

Début XIXème, deux scientifiques analysent pour la première l’eau, et, en y plon-

geant des fils de cuivre, ils obtiennent deux volumes d'hydrogène et un volume

d'oxygène. La formule chimique de l'eau est donc établie : H2O. Ces recherches

sur l’eau sont le début de la chimie moderne.

 

Molécule d’eau

La molécule d’eau est constituée d'un atome d'oxygène

relié à deux atomes d'hydrogène.

Sa structure spatiale est très intéressante.

En effet, elle est en tétraèdre. C’est une molécule coudée.

L’eau est un élément très stable.

C’est aussi un solvant très utilisé car très puissant.

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Les trois états de l'eau

L’eau possède trois états :

• l’état gazeux : l’eau sera présente présente sous forme de vapeur

• l’état solide : l’eau sera présente présente sous forme de glace

• l’état solide : l’eau sera présente présente sous forme de liquide

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L’élément change d’état en fonction de la température et de la pression atmosphérique.

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     Quand l’eau est à l’état gazeux, on peut parler du phénomène d’évaporation ou du phénomène de sublimation. Ces deux phénomènes caractérisent un changement d’état.

L’évaporation de l’eau se caractérise par son changement d’état : elle passe de l’état liquide à l’état gazeux. Quant à elle, la sublimation se caractérise par le passage de l’eau de l’état solide à l’état gazeux. L'eau se transforme donc en vapeur. A l’état gazeux, les molécules d’eau sont désordonnées.

 

     Quand l’eau est à l'état liquide, on parle du phénomène de liquéfaction (= condensation liquide) ou du phénomène de fusion. Tous deux caractérisent un changement d’état d’un corps.

La liquéfaction ou condensation de l’eau se caractérise par un autre changement d’état : l’eau passe de l’état gazeux, à l’état liquide. Lors de la fusion, l’eau passe de l’état solide à l’état liquide. L’eau existe essentiellement sur Terre sous forme liquide.

 

    Le dernier état de l’eau, est l’état solide. A cet état, on parle du phénomène de solidification, ainsi que de la condensation solide (à ne pas confondre avec la condensation liquide : passage de l’état gazeux à liquide).

Ces changements d’état sont universels pour tout corps. Nous en reparlerons plus loin dans ce dossier.

 

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Il faut tout de même noter que, dans notre vie courante, nous n’utilisons pas de l’eau pure mais de l’eau courante, il s’agit donc d’une « solution d’eau », elle contient alors aussi des impuretés et des minéraux.

Pour nos expériences, nous utiliserons de l’eau du robinet.