Deux échelles, une même substance
Échelle normale
Échelle microscopique
Eau · évolution des ponts hydrogène
Ponts dessinés à cet instant : · indicateur du dessin, sans valeur quantitative pour l’eau réelle.
Les traits pleins relient O et H au sein d’une molécule. Les pointillés bleus relient le H d’une molécule au O d’une autre. La fusion et l’ébullition ne cassent pas les liaisons covalentes O–H. L’animation est fortement ralentie et ne reproduit pas la durée réelle des ponts.
État de la substance
Conditions et modèle scientifique
Pression fixée à 101 325 Pa. La commande impose une température : aucun bilan de chauffage, temps de réaction ou fraction de fusion n’est calculé. Les volumes et les proportions des dessins sont illustratifs.
Eau et ponts hydrogène : le réseau ordonné de la glace, ses réarrangements dans le liquide et la dispersion des molécules dans la vapeur sont schématisés en deux dimensions. Les molécules H₂O sont coudées (angle H–O–H d’environ 104,5° dans le dessin). Jusqu’à deux ponts donnés et deux acceptés sont autorisés par molécule ; le comptage concerne uniquement le dessin. Aucun calcul de dynamique moléculaire, énergie de liaison ou durée de vie n’est réalisé. Le réseau tétraédrique tridimensionnel et les rares associations en vapeur ne sont pas résolus. IAPWS · structure de la glace et propriétés de l’eau ; RSC Advances · réseau dynamique des ponts hydrogène.
Les corps purs possèdent des repères de fusion et d’ébullition. Les huiles et l’air sont des mélanges : leurs plages sont schématiques et dépendent de la composition. Le verre sodocalcique est amorphe et se ramollit progressivement. Le sable est représenté par de la silice pure, et le plastique par du PEBD.
La caramélisation du sucre et la décomposition des huiles ou du PEBD sont des transformations chimiques. Une fois le repère de dégradation franchi, le refroidissement ne recrée pas la matière initiale ; « Nouvel échantillon » remet la simulation à zéro. Les seuils de dégradation sont des repères pédagogiques, sans cinétique ni réaction avec l’oxygène calculées.
Plasma des neuf corps purs initiaux : estimation de première ionisation de Saha, gaz idéal à l’équilibre thermique et rapport de dégénérescences simplifié. La dissociation au-delà de 2 500 K est schématique. Pour les matériaux ajoutés, le prolongement à très haute température montre qualitativement les produits gazeux puis leur ionisation : le repère graphique de 3 000 °C n’est pas un point d’ébullition. Le taux d’ionisation de ces matériaux n’est pas prédit. Les couleurs ne représentent pas un spectre d’émission.
Références : NIST · corps purs ; IUPAC · Saha ; PubChem · saccharose ; PubChem · NaCl ; PubChem · silice.
Olive Oil Source · cristallisation des huiles ; MOL · fusion et décomposition du PEBD ; Pilkington · propriétés du verre.