Pourquoi quand on met une bouteille totalement pleine d'eau dans un congélateur celle-ci se casse?

Lorsque l'eau gèle elle forme de la glace qui correspond à un réseau cristallin de structure hexagonale (forme la plus stable de la glace aux conditions normales). Cette structure cristalline conduit à une eau solide moins dense que l'eau liquide donc quand tu places une bouteille d'eau au congélateur le volume d'eau augmente et la bouteille explose. C'est la raison pour laquelle il ne faut jamais mettre une bouteille pleine d'eau au congélateur : il faut toujours un peu la vider pour prendre en compte l'augmentation de volume dû à la solidification de l'eau.

Qq infos : http://www.esi.umontreal.ca/grofnum/recherche/Beau...

Pour répondre à ton commentaire c'est une particularité de l'eau : lorsque l'eau se solidifie elle forme un réseau hexagonal bien rigide dans lequel il y a pas mal d'interstices inoccupés (donc du volume perdu si tu veux).

Voir le lien Wikipedia sur les différents types de reacute;seaux cristallins : http://fr.wikipedia.org/wiki/Structure_cristalline

Cependant l'eau liquide (comme solide mais cela a plus d'impact dans le liquide) a aussi une particularité qui tend à rapprocher les molécules d'eau donc à diminuer le volume pris par l'eau : c'est l'existence des liaisons hydrogènes. Ces liaisons lient un atome d'hydrogène d'une molécule d'eau à l'atome d'oxygène d'une autre molécule c'est-à-dire H2O...H-O-H. L'influence de ces liaisons permet d'optimiser la cohésion dans le liquide (donc réduit le volume pris par l'eau) car les molécules peuvent se plier, etc ... Dans le solide les molécules d'eau ont perdu de cette flexibilité (formation d'un réseau rigide donc difficilement déformable. On peut alors se demander pourquoi l'eau se comporte-t-elle ainsi et pas d'autres composés ? En fait d'autres le pourraient sans doute mais pour pouvoir remarquer cet effet il faut que (à mon avis) :

1) la cohésion du liquide soit favorisée par des liaisons hydrogènes (par exemple) et il faut donc notamment la présence d'un atome donneur de doublet électronique (O, N ou F). Evidemment, les composés fluorés (F) ou azotés (N) sont moins fréquents que les composés oxygénés (O).

2) Que le composé soit connu sous sa forme liquide et solide et puisse former un réseau cristallin pas trop compact. C'est pas toujours gagné. Par exemple l'ammoniac NH3 est un gaz qui se liquéfie à -33.35 degrés et se solidifie à -77.7 degrés. Il est donc bien moins facile à étudier que l'eau et le gaz NH3 est toxique, inflammable, etc ... De même les composés fluorés (H-F) sont dangereux dans leur utilisation : formation d'acide fluoridrique corrosif en présence d'eau, etc ... Je ne connais pas les réseaux cristallins de NH3 et HF mais rien ne dit a priori qu'ils soient hexagonaux (les chimistes sauront peut-être).

L'eau est donc l'élément idéal pour expliquer le comportement particulier de certains cristaux :

elle est inoffensive, abondante, présente ces trois étas physiques (gaz, liquide, solide) à des températures facilement accessibles à pression atmosphérique et elle peut faire des liaisons hydrogènes. C'est la raison pour laquelle le cas de l'eau est si bien connue. De plus l'eau est le solvant le plus utilisé de part sa possibilité de céder des protons H+ ou de ion hydroxydes OH-. Sa forme "glace" présente au moins 11 formes allotropiques. Toutes ces carcatéristiques expliquent pourquoi son étude a stimulé très tôt les chercheurs et continue de les stimuler.

Qq liens utiles :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fluorure_d'hydrog%C3%...

http://fr.wikipedia.org/wiki/Ammoniac

http://fr.wikipedia.org/wiki/Glace

C'est une histoire de configuration moléculaire.

Les molécules d'eau qui gèlent se figent de manière à occuper plus de place qu'à l'état liquide. C'est un des seuls liquide qui fait ça. En général les autres se comprime en gelant.

Me demande pas pourquoi, c'est la nature qui est comme ça.

petite note pour compléter les bonnes réponsses. l'eau et le fluorure d'hydrogène (HF) sont les seul liquides dont le volume augmente par congélation. voilà je trouve toujours ça extraordinaire non?

Le volume de l'eau augmente quand celle-ci gèle.

c un des probleme encore non résolu en physique comme quoi meme ce qui parait simple ne l'est pas forcément

Parce que l'eau a cette particularité que la glace prend plus de place que l'eau liquide.

Tu as tout dit: l'eau en gelant prend plus de volume! le mieux si tu veux t'en servir comme pain de glace, c'est d'utiliser une bouteille en plastique (de la taille que tu veux), mais uniquement remplie au deux tiers, et non bouchée par un bouchon. ensuite tu peux mettre ça (en la bouchant cette fois,) dans une glaciaire ou sac isotherme pour garder les choses au frais.

En y reflechissant un peu , tu n'aurais pas eu a poser la question .... si la bouteille casse c'est que la pression à l'interieur a augmentée ... et comment celle-ci peut augmenter ?? Dans ce cas , c'est que le volume a augmenté , donc quand l'eau gele , son volume augmente...