jcmarot

Cristal liquide

Benzoate de cholestéryle

https://fr.wikipedia.org/wiki/Benzoate_de_cholest%C3%A9ryle

Le benzoate de cholestéryle a été le premier matériau dans lequel les propriétés de cristal liquide ont été découvertes. En 1888 Friedrich Reinitzer, un chimiste et botaniste autrichien, au cours de ses études sur la fonction du cholestérol dans les végétaux, fut amené à chauffer du benzoate de cholestéryle. En utilisant le point de fusion comme un indicateur important de la pureté de la substance, il observa l’existence de deux points de fusion et l’évolution de la substance en un liquide trouble puis coloré et enfin transparent. Il découvrit ainsi des propriétés étranges : l’existence de deux points de fusion et la biréfringence d’un fluide, propriétés dont il fit part au physicien allemand Otto Lehmann. Lequel, grâce à la technologie de microscopie en lumière polarisée, put étudier le phénomène et conclure que le liquide trouble était un nouvel état de la matière qu’il appela « cristal liquide ».

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Tous les documents indiqués sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier cristal-liquide).

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La synthèse du benzoate de cholestéryle et quelques compléments.

[synthese.pdf]

[benzoate-cholesteryle.pdf]

Documents complémentaires

[cristal-liquide.pdf]

[matiere-molle.pdf]

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Pratique scientifique

L’oscillateur élastique vertical

Animated-mass-spring. https://wikiskola.se/index.php/Intro_-_Harmonisk_sv%C3%A4ngning

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Gaston Bachelard. Le nouvel esprit scientifique. 1934.

Déjà l’observation a besoin d’un corps de précautions qui conduisent à réfléchir avant de regarder, qui réforment du moins la première vision, de sorte que ce n’est jamais la première observation qui est la bonne. L’observation scientifique est toujours une observation polémique ; elle confirme ou infirme une thèse antérieure, un schéma préalable, un plan d’observation ; elle montre en démontrant ; elle hiérarchise les apparences ; elle transcende l’immédiat ; elle reconstruit le réel après avoir reconstruit ses schémas. Naturellement, dès qu’on passe de l’observation à l’expérimentation, le caractère polémique de la connaissance devient plus net encore. Alors il faut que le phénomène soit trié, filtré, épuré, coulé dans le moule des instruments, produit sur le plan des instruments. Or les instruments ne sont que des théories matérialisées. Il en sort des phénomènes qui portent de toutes parts la marque théorique.

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Henri Poincaré. La Science et l’Hypothèse. 1902.

Rôle de l’expérience et de la généralisation. L’expérience est la source unique de la vérité : elle seule peut nous apprendre quelque chose de nouveau ; elle seule peut nous donner la certitude. Voilà deux points que nul ne peut contester. Mais alors si l’expérience est tout, quelle place restera-t-il pour la physique mathématique ? Qu’est-ce que la physique expérimentale a à faire d’un tel auxiliaire qui semble inutile et peut-être même dangereux ? Et pourtant la physique mathématique existe ; elle a rendu des services indéniables ; il y a là un fait qu’il est nécessaire d’expliquer. C’est qu’il ne suffit pas d’observer, il faut se servir de ses observations, et pour cela il faut généraliser.

Rôle de l’hypothèse. Toute généralisation est une hypothèse ; l’hypothèse a donc un rôle nécessaire que personne n’a jamais contesté. Seulement elle doit toujours être, le plus tôt possible et le plus souvent possible, soumise à la vérification. Il va sans dire que, si elle ne supporte pas cette épreuve, on doit l’abandonner sans arrière-pensée.

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Albert Einstein, Leopold Infeld. L’Evolution des idées en physique. 1936.

Dans l’effort que nous faisons pour comprendre le monde, nous ressemblons quelque peu à l’homme qui essaie de comprendre le mécanisme d’une montre fermée. Il voit le cadran et les aiguilles en mouvement, il entend le tic-tac, mais il n’a aucun moyen d’ouvrir le boîtier. S’il est ingénieux il pourra se former quelque image du mécanisme, qu’il rendra responsable de tout ce qu’il observe, mais il ne sera jamais sûr que son image soit la seule capable d’expliquer ses observations. Il ne sera jamais en état de comparer son image avec le mécanisme réel, et il ne peut même pas se représenter la possibilité ou la signification d’une telle comparaison

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Une étude hypothético-théorico-expérimentale de l’oscillateur élastique vertical… Mais aussi, peut-être, un prétexte pour interroger la pratique scientifique ?

On pourra consulter également :

Oscillateur élastique ; Ressort ; Pendule ; Mouvement (8) – Pendule ; L’horloge ; Equa-diff (2) Ordre 2 ; Epistémologie (1) Expérience

[1-oscillateur.pdf]

Documents

[reflexions.pdf]

[definitions.pdf]

[demarche.pdf]

[art-science.pdf]

Diaporamas et exemple

[exploration.pptx]

[theorique.pdf]

[protocoles.pdf]

[exemple.xlsx]

Et des citations d’auteurs

[bachelard.pdf]

[einstein.pdf]

[kuhn.pdf]

[feyerabend.pdf]

[poincare.pdf]

par exemple :

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Aurélien Barrau

De la vérité dans les sciences

https://fr.wikipedia.org/wiki/Aur%C3%A9lien_Barrau

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https://youtu.be/JDvhJM-hm-0

11 oct. 2017. Rencontre animée par Cléo Schweyer, journaliste scientifique et chargée de médiation scientifique à l’Université Lyon 1, se déroulant à la bibliothèque municipale de Lyon.

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Aurélien Barrau. De la vérité dans les sciences. 2016. Extraits

[…]

Il y a une raison simple pour laquelle la science peut légitimement jouir d’un certain respect dans notre société. Je dis bien respect et non pas primat : les arts et la littérature devraient, à mon sens, être intensément réhabilités, en particulier à l’école où ils pourraient jouer un rôle essentiel qui leur est hélas aujourd’hui confisqué. Toute velléité hégémonique de la démarche scientifique est à proscrire. Mais la raison qui confère donc, je crois, une sorte de respectabilité méritée aux gestes scientifiques, tient à ce qu’ils s’articulent à une pensée authentiquement dynamique. Tout est toujours sujet au doute. Tout peut être remis en cause et, dirais-je, tout doit l’être. Rien n’est acquis. Rien n’est sacré. Rien n’est intouchable. Aucun dogmatisme sévère n’y est toléré. En tout cas, aucun ne résiste à la pression de la découverte et du renouveau. La science (et elle ne s’oppose d’ailleurs en rien à l’art sur ce point) est comme intrinsèquement fragile.

Une équipe de physiciens du CERN a annoncé il y a quelques années la détection de neutrinos se propageant plus vite que la lumière (l’article publié était, il faut le noter, infiniment plus prudent que ce que les médias télévisés en ont relayé). Deux ou trois mois seulement après cet événement – au sens médiatique autant que scientifique car il est rare qu’une avancée scientifique soit relayée au journal de 20 heures ! – ils annonçaient une erreur dans les mesures. Voilà peut-être ce qui caractérise la science : il est possible de dire, et de dire la tête haute, « je me suis trompé ». Qui a déjà vu un politicien, un théologien ou un financier proclamer, après avoir bénéficié des feux de la rampe, « je me suis trompé » ? Un scientifique peut non seulement sans honte reconnaître son erreur, mais cela fait même partie de ce qui fonde la scientificité de son approche. La certitude, en science, n’existe pas.

[…]

Il faut ici faire une remarque essentielle. Du point de vue pratique, il est possible de considérer que chaque nouveau modèle s’approche un peu plus d’une description idéale et que, au fur et à mesure des avancées, les différences entre les prédictions des modèles et les données expérimentales deviennent très minces. En ce sens purement technique, les modèles tendent vers la vérité. Mais du point de vue ontique – c’est-à-dire quant à la nature des êtres décrits, ce qui compte quand on pense par-delà les applications – c’est impossible ! Chaque nouveau modèle remplaçant la proposition précédente est en fait une révolution totale. Chaque nouveau modèle est absolument différent du précédent. Décrire le mouvement d’un corps céleste avec les équations d’Einstein à la place de celles de Newton est (dans la plupart des cas) une infime amélioration du point de vue de la précision qui était déjà excellente dans l’approximation newtonienne. Mais, du point de vue de la description fondamentale du monde, c’est une révision totale et absolue, pas du tout une petite modification. Chez Newton, la Terre tourne autour du Soleil parce qu’une force l’attire et lui impose cette orbite quasi-circulaire. Chez Einstein, la Terre n’est soumise à aucune force. Elle avance en ligne droite dans l’espace courbé par la présence du Soleil. Ça n’a rien à voir ! Les objets et concepts en jeu sont tout autres. De même quand on passe d’une particule ponctuelle classique à un objet – disons une fonction d’onde – quantique. Il est par conséquent très délicat d’imaginer qu’il soit possible de se rapprocher d’une vérité ultime puisque toute révolution scientifique – et, naturellement, une nouvelle est toujours à venir – s’accompagne d’une redéfinition totale du réel. Toute nouvelle image du monde est, pourrions-nous dire, arbitrairement éloignée de celle qu’elle supplante. Comment pourrait-on donc se « rapprocher » du vrai alors même que chaque rupture entraîne une vision infiniment distante de la précédente et tout aussi infiniment distante de la suivante ? Les prédictions sont évidemment de plus en plus précises et adéquates, mais il me semble tout à fait dénué de sens de considérer que le contenu conceptuel de la théorie converge vers la vérité puisque chaque changement de paradigme effondre entièrement la vision précédente, idée qui fait écho à quelques aspects de la philosophie de Thomas Kuhn, épistémologue américain du XXe siècle. Cette simple remarque effrite toute velléité à considérer sérieusement que la science est intrinsèquement vraie.

[…]

Banane

L’éthanoate d’isoamyle

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Ar%C3%B4me

Substance aromatisante

Une substance aromatisante est une « substance chimique définie possédant des propriétés aromatisantes » (définition article 3.b du Règlement CE 1334/2008).

Une substance aromatisante est dite « naturelle » (encore un abus, puisque est en réalité naturel ce qui n’a pas fait l’objet de l’intervention par un être humain) quand elle est « obtenue par des procédés physiques, enzymatiques ou microbiologiques appropriés, à partir de matières d’origine végétale, animale ou microbiologique prises en l’état ou après leur transformation pour la consommation humaine par un ou plusieurs des procédés traditionnels de préparation des denrées alimentaires dont la liste figure à l’annexe II » (article 3.c du Règlement CE 1334/2008).

Les substances aromatisantes dites naturelles correspondent aux composés qui sont naturellement présents et identifiés dans la nature.

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Marcellin Berthelot, Péan de Saint-Gilles. Recherche sur les affinités. 1862.

« …Les esters sont formés par l’union des acides et des alcools ; ils peuvent reproduire en se décomposant les acides et les alcools. […] En général, les expériences consistent, soit à faire agir sur un alcool pur un acide pur, les proportions de l’alcool et de l’acide étant déterminées par des pesées précises, soit à faire agir sur un ester de l’eau. Dans tous les cas de ce genre, le produit final se compose de quatre corps à savoir : l’ester, l’alcool libre, l’acide libre, l’eau. Mais ces quatre corps sont dans des proportions telles qu’il suffit de déterminer exactement la masse d’un seul d’entre eux, à un moment quelconque des expériences, pour en déduire toutes les autres, pourvu que l’on connaisse les masses des matières primitivement mélangées. […] Ceci posé, entre les quatre éléments suivants : ester, alcool, acide, eau, le choix ne saurait être douteux, c’est évidemment l’acide qu’il faut déterminer.[…] On transvase le produit final dans un vase à fond plat, […] on ajoute quelques gouttes de teinture de tournesol, et l’on verse de l’eau de baryte avec une burette graduée jusqu’à ce que la teinte rose ou violacée du tournesol ait viré au bleu franc. […] Mais dans les conditions ordinaires, l’eau intervenant, l’estérification s’arrête à une certaine limite. La limite de la réaction est fixée par des conditions déterminées : elle est à peu près indépendante de la température et de la pression. […] Si on élimine l’eau, la réaction d’un acide sur un alcool peut atteindre un rendement de 100 %… »

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Elaboration puis réalisation de protocole.

On pourra consulter également : Evolution (1) – Ester ; Extraction ; Alimentation et arômes ; Synthèses organiques

[1-ethanoate-isoamyle.pdf]

Documents

[donnees.pdf]

[materiels-protocoles.pdf]

Complément

[aromes.pdf]

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Lewis

Le modèle de Lewis

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Gilbert_Lewis

Gilbert Lewis était connu pour sa théorie du partage d’électrons dans la liaison chimique et pour sa théorie des acides et des bases. Lewis développa la physique théorique par l’étude de la thermodynamique appliquée à l’équilibre chimique. Il a expliqué plusieurs aspects de la valence des éléments chimiques à l’aide des théories électroniques. En 1904, il proposa la règle d’octet qui décrit la tendance des atomes des éléments représentatifs à s’entourer par huit (8) électrons de valence. En 1916, il identifia la liaison covalente comme un partage d’électrons entre deux atomes, idée développée aussi par le physico-chimiste américain Irving Langmuir. En 1923, il proposa une théorie électronique des acides et des bases, selon laquelle les acides et les bases sont respectivement accepteur et donneur d’une paire d’électrons. […] C’est lui qui, en 1926, proposa le terme « photon » pour le quantum d’énergie rayonnante introduit par Einstein en 1905. […]

Gilbert Lewis (1875–1946)

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Formule_de_Lewis

La structure de Lewis consiste à définir la localisation des électrons sur ou entre les atomes de la molécule. Seuls les électrons de valence sont considérés. On obtient ainsi une certaine vision de la structure électronique de la molécule par ses doublets libres, ses doublets liants (liaisons σ et π), ses lacunes et ses éventuels électrons célibataires (dans le cas des radicaux). Dans cette représentation, les électrons célibataires sont notés par des points et les paires d’électrons par des traits (plus rarement par deux points). Les traits peuvent être localisés sur un atome (doublet libre ou non liant) ou entre les atomes (doublet liant, liaison covalente).

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Pour introduire le modèle de Lewis : une activité d’investigation avec exploitation de documents.

On pourra consulter également : Géométries moléculaires

[1-etude.pdf]

Une animation interactive d’Adrien Willm https://www.ostralo.net/

[configurations.exe]

Les documents

[tableau.pdf]

[configuration.pdf]

[lewis.pdf]

[previsions.pdf]

[utilite.pdf]

Et des compléments

[histoire.pdf]

[modeles.pdf]

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Bétavoltaïque

Les générateurs bêtavoltaïques

The NanoTritium betavoltaic power source from City Labs is a thumb-sized battery that draws on the energy released from its radioactive element to provide continuous nanoWatt power for over 20 years. https://newatlas.com/city-labs-nanotritium-betavoltaic-battery/23720/

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Batterie_atomique

Histoire

Un pacemaker cardiaque à énergie atomique (radioisotope-powered) développé par la Commission de l’énergie atomique des États-Unis (1967).

La technologie de la batterie nucléaire remonte à 1913, lorsque Henry Moseley expérimente le générateur bêtavoltaïque. Ce nouveau domaine suscite rapidement de l’intérêt pour les applications nécessitant des sources d’énergie longue durée. Ce sera notamment le cas pour les besoins spatiaux au cours des années 1950 et 1960. En 1954, RCA étudie une petite batterie atomique pour les petits récepteurs radio et les prothèses auditives. Depuis la recherche initiale et le développement de RCA au début des années 1950, de nombreux types de production et stockage d’électricité à partir de radionucléïdes. Les fondements et principes scientifiques sont bien connus, mais la technologie d’industrialisation à échelle nanométrique requise par les besoins modernes sont encore en développement. On aimerait pouvoir ainsi alimenter des stimulateurs cardiaques, cœurs artificiels, et d’autres objets nécessitant une alimentation fiable, durable et propre.

Henry Moseley (1887 – 1915)

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Un petite approche du bêtavoltaïque : comment les radionucléides bêta-, par exemple le ¹⁴C, peuvent permettre de fabriquer des générateurs électriques…

[betavoltaïque.pdf]

[effet-betavoltaique.pdf]

[batterie-C14.pdf]

[UKAEA.pdf]

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Fusion

Fusion thermonucléaire : où en sommes-nous ?

https://www.researchgate.net/figure/Fusion-reaction-deuterium-tritium_fig15_340501610

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https://www.cea.fr/comprendre/Pages/energies/nucleaire/fusion-nucleaire.aspx?Type=Chapitre&numero=2

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Crédits : Encyclopædia Universalis France. Principe d’un réacteur de fusion deutérium-tritium.

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Le mercredi 12 février 2025, à Cadarache, le tokamak WEST du CEA vient de battre le record de stabilité d’un plasma à 50 millions de degrés Celsius qui a perduré pendant 1 337 secondes. Alors où en est le projet civil international de fusion thermonucléaire ?

Petite collection documentaire pouvant donner lieu à une activité de synthèse.

On pourra consulter également : Relativité (3) – E = ??? ; Energie (6) – I.T.E.R.

[WEST.pdf]

[record.pdf]

[defis.pdf]

[ITER.pdf]

[fusion.pdf]

[energie.pdf]

Et l’infographie du CEA :

[infographie.pdf]

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EPR

Extrait de la vidéo de l’EDF : https://www.edf.fr/centrale-nucleaire-flamanville3

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Pour alimenter le débat : pour ou contre le nucléaire civile…

On pourra consulter également : Nucléaire

[1-pour-contre.pdf]

Documents :

[reacteurs.pdf]

[fonctionnement.pdf]

[uranium.pdf]

[MOX.pdf]

[exemple-flamanville.pdf]

[déchets.pdf]

[pour.pdf]

[contre.pdf]

Documents complémentaires :

[carte.pdf]

[flamanville.pdf]

[schema.pdf]

[TerraWater.pdf]

[Penly-EPR.pdf]

[scenario-TerraWater.pdf]

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Cuisine

Cuisine et chimie

https://cool.culturalheritage.org/conservation-science-tutorials/tutorials/soaps.html#/30

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Cuisiner suppose souvent de mélanger l’eau et le gras : en effet l’eau est le vecteur du sel, du sucre, des acides alors que le lipides permettent de dissoudre et transporter les molécules aromatiques. Mais l’eau et les lipides ne se mélangent pas…

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https://hervethis.blogspot.com/2017/12/cette-fois-laissez-moi-vous-parler.html Extraits

Émulsion : cela signifie que ces sauces sont constituées d’une myriade de gouttelettes dispersées dans la phase aqueuse, dans l’eau apportée par le jaune d’œuf et par le vinaigre. Le mot « émulsion » fut introduit en 1560 par Ambroise Paré, chirurgien de plusieurs rois de France, et le mot vient de emulgere, qui en latin signifie traire. De fait, on trait les vaches pour obtenir du lait, lequel est une émulsion, composé de gouttelettes de matières grasses dispersées dans l’eau : le lait effectivement est un cousin physico-chimique de la sauce mayonnaise. Ou, plus exactement, la sauce mayonnaise et une cousine artificielle (ce qui signifie : un produit de l’art) du lait. D’autre part les gourmands connaissent et apprécient les sauces hollandaises et béarnaises : ces deux sauces sont des cousines physico-chimiques, qui ne diffèrent l’une de l’autre que par l’emploi d’estragon dans la béarnaise, pour simplifier. En principe, on les produit en chauffant du jaune d’œuf avec de la matière grasse, et il y a plusieurs procédures possibles, mais, dans tous les cas, l’œuf coagule, ses protéines faisant de microscopiques agrégats qui donnent de la consistance à la sauce. Cette fois, le système physico-chimique n’est plus l’émulsion, mais la « suspension émulsionnée » : « suspension », parce qu’il y a des agrégats microscopiques solides en suspension dans le liquide ; « émulsionnée », parce qu’il y a effectivement de la matière grasse, le beurre fondu, qui a été divisée en gouttelettes, dispersées également dans la phase aqueuse. Faisons maintenant la synthèse : dans les sauces hollandaises comme dans les sauces mayonnaise, il y a la matière grasse, mais cette matière grasse n’est pas la même. Dans la mayonnaise, c’est de l’huile, mais dans la béarnaise, c’est du beurre fondu. Le beurre fondu ? Quel délice !

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Comment mélanger l’eau et le gras ? Un approche chimique de la cuisine.

On pourra consulter également : Bulles ; Matière molle ; Membranes ; Nano (5) Lait ; Savon

[1-observer-interpreter.pdf]

[2-interpreter.pdf]

Documents

[cuisine.pdf]

[lexique.pdf]

[interactions.pdf]

[lipides.pdf]

[jaune-œuf.pdf]

[mayonnaise.pdf]

[photos-1.pdf]

[blanc-œuf.pdf]

[beurre.pdf]

[chocolat.pdf]

[lait.pdf]

[photos-2.pdf]

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L’eau – modélisation

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https://fr.wikisource.org/wiki/Le%C3%A7ons_%C3%A9l%C3%A9mentaires_de_chimie

Berthe Bussard et Hélène Dubois. Leçons élémentaires de chimie à l’usage de l’enseignement secondaire des jeunes filles (3e année). Belin frères, 1897.

CHAPITRE PREMIER
L’EAU1. Les trois états de l’eau.

Nous connaissons l’eau sous les trois états : liquide, solide, gazeux.

À l’état solide, l’eau constitue la glace et la neige. Vue à la loupe, la neige présente des formes régulières (fig. 1) ; ce sont des figures géométriques à six côtés, simples ou portant six branches régulièrement distribuées. On donne à ces formes régulières le nom de cristaux. […]

Fig. 1. — Diverses formes des cristaux de neige et de glace.

À l’état gazeux, l’eau existe dans l’atmosphère. La vapeur d’eau est invisible. Quand elle se condense en fines gouttelettes, elle forme le brouillard. Si on apporte dans un appartement du corps froid, on voit se produire à sa surface une buée provenant de la condensation de la vapeur dans l’atmosphère.

2. Corps dissous dans l’eau.

I. SOLIDES

Cette vapeur, condensée par refroidissement, constitue les nuages, retombe sous forme de pluie et dissout au contact du sol les éléments qui le composent, les calcaires, par exemple ; dans certains cas, les substances dissoutes la font employer en médecine (eau de Vichy). Beaucoup d’autres corps, tels que le sel marin, le sucre, le salpêtre, peuvent aussi se dissoudre dans l’eau. Mais la quantité d’un même corps qui se dissout dans un même poids d’eau varie avec la température. […] Si l’on fait évaporer l’eau, le corps dissous se dépose, et généralement il cristallise.

II. GAZ

De même que l’eau dissout des corps solides, elle dissout aussi des gaz. On peut les extraire par l’expérience suivante (fig. 4). On prend un ballon plein d’eau ; on y adapte un tube de verre recourbé (tube abducteur) également rempli d’eau ; l’autre extrémité du tube aboutit à une cloche longue et étroite (éprouvette), pleine d’eau, retournée sur la cuve à eau, et soutenue par un têt à gaz […].