L'eau dans notre environnement

1. Vrai. C'est ce qui donne à la Terre sa couleur bleue vue de l'espace.

2. Faux. L'eau salée représente $97,2$ % du total, l'eau douce seulement $2,8$ %.

3. Vrai. Les glaciers et les calottes polaires retiennent $2,15$ % de l'eau totale, soit la plus grande partie de l'eau douce.

4. Faux. Les lacs et les rivières ne représentent que $0,02$ % de l'eau totale.

1. Eau salée.

2. Eau douce, provenant d'une nappe souterraine.

3. Eau salée.

4. Eau douce.

5. Eau douce, mais à l'état solide.

1. Solide.

2. Liquide.

3. Solide.

4. Gazeux.

5. Solide.

1. Le sulfate de cuivre anhydre.

2. Il est blanc.

3. Il devient bleu.

1. Bleu : la tomate contient environ $95$ % d'eau.

2. Blanc : le sable sec ne contient pas d'eau.

3. Bleu : le lait contient environ $90$ % d'eau.

4. Bleu : le pain contient encore environ $35$ % d'eau.

L'ordre est : évaporation, puis condensation, puis précipitations, puis ruissellement et infiltration.

Le cycle se referme ensuite sur lui-même : l'eau qui a ruisselé jusqu'à la mer s'évapore à nouveau.

1. L'évaporation.

2. La condensation.

3. L'infiltration.

4. Le ruissellement.

« La vapeur d'eau est invisible. Le nuage blanc que l'on voit au-dessus d'une casserole est de la buée, constituée de gouttelettes d'eau à l'état liquide. »

1. $60\times 0,65=39$ kg d'eau.

2. $40\times 0,65=26$ kg d'eau.

1. Oui : environ $50$ L au lieu de $150$ L.

2. Non : c'est un gaspillage de plusieurs litres par jour.

3. Oui : un robinet qui goutte perd jusqu'à $100$ L par jour.

4. Non : en plein midi, une grande partie de l'eau s'évapore avant d'atteindre les racines.

1. $2,8-2,15-0,63=0,02$ L, soit $0,02$ % de l'eau totale.

2. ${\displaystyle \frac{2,15}{2,8}}\approx 0,768$, soit environ 77 % de l'eau douce.

Autrement dit, plus des trois quarts de l'eau douce de la planète sont pris dans les glaces.

1. $250-12,5=237,5$ g d'eau.

2. ${\displaystyle \frac{237,5}{250}}=0,95$, soit 95 % de la masse de la salade.

3. Oui : le cours annonce environ $95$ % pour la laitue, ce que la mesure confirme.

1. L'eau vient de l'air de la pièce, qui contient de la vapeur d'eau. La bouteille ne fuit pas : les gouttelettes sont à l'extérieur.

2. Au contact de la paroi froide, la vapeur d'eau de l'air est passée de l'état gazeux à l'état liquide.

3. C'est la condensation, la même étape qui forme les nuages.

1. La vapeur d'eau est invisible et n'a pas de couleur : ce qui est blanc ne peut pas être de la vapeur.

2. « Quand je fais bouillir de l'eau, je vois de la buée sortir de la casserole : ce sont de fines gouttelettes d'eau liquide. »

3. Dans la zone transparente, juste au-dessus de l'eau, avant que le nuage blanc n'apparaisse.

1. Non, elle est inexacte.

2. Le cycle de l'eau ne détruit pas d'eau : l'eau utilisée s'évapore, se condense et retombe. La quantité totale d'eau sur la Terre est constante.

3. Le problème n'est pas la quantité mais la qualité et la disponibilité : l'eau devient polluée, ou salée, ou trop loin, ou trop profonde, et sort donc du stock d'eau douce utilisable.

1. L'économie quotidienne vaut $150-50=100$ L, donc $100\times 365=36500$ L par an, soit $36,5$ m${}^3$.

2. $36500\times 5=182500$ L par an, soit $182,5$ m${}^3$ : de quoi remplir une petite piscine.

1. En une heure : $30\times 60=1800$ gouttes, soit $1800\times 0,2=360$ mL.

2. En $24$ heures : $360\times 24=8640$ mL, soit environ $8,6$ L par jour, et plus de $3100$ L par an.

1. Le sucre sec ne contient pas d'eau.

2. La poudre bleuit : la solution obtenue contient de l'eau, celle du verre.

3. Non. Le test prouve seulement qu'il y a de l'eau dans l'échantillon ; il ne dit ni la quantité, ni s'il y a autre chose. Une eau sucrée et une eau pure donnent le même résultat.

1. Agriculture : $500\times 0,85=425$ millions de m${}^3$ ; eau potable : $500\times 0,10=50$ ; industrie : $500\times 0,05=25$.

2. $425\times 0,20=85$ millions de m${}^3$ libérés.

3. Oui, largement : doubler l'eau potable demanderait $50$ millions de m${}^3$, et l'économie en libère $85$. C'est pour cela que les économies d'eau portent d'abord sur l'irrigation.

1. $100-45-35=20$ % de l'eau s'évapore.

2. L'infiltration.

3. Le béton est imperméable : l'infiltration diminue fortement, donc le ruissellement augmente d'autant. Les nappes se rechargent moins et les crues deviennent plus violentes.

1. Méduse, concombre, corps humain, pain, blé sec.

2. La méduse, qui est celle dont la part d'eau est la plus grande.

3. Non. Même le blé sec contient encore $13$ % d'eau : le test y bleuirait aussi.

1. ${\displaystyle \frac{18000000000}{36000000}}=500$ m${}^3$ par habitant et par an.

2. Oui : $500<1000$, le pays est nettement en dessous du seuil.

3. ${\displaystyle \frac{18000000000}{40000000}}=450$ m${}^3$ : la situation s'aggrave sans qu'une seule goutte ait été perdue, simplement parce que la même eau est partagée entre plus de personnes.

1. Peser la pomme entière et noter sa masse $m_1$. La couper en fines tranches, puis la laisser sécher à l'étuve jusqu'à ce que sa masse ne varie plus. Peser à nouveau et noter $m_2$. La masse d'eau évaporée vaut $m_1-m_2$.

Pour obtenir la part d'eau : ${\displaystyle \frac{m_1-m_2}{m_1}}$, que l'on exprime en pourcentage.

2. Il faut mesurer une masse, avec une balance. Peser deux fois jusqu'à masse constante garantit que tout est bien évaporé.

3. Le test au sulfate de cuivre anhydre sur la matière sèche : si la poudre reste blanche, il ne reste plus d'eau.

1. $1000\times 0,972=972$ verres d'eau salée.

2. $1000-972=28$ verres d'eau douce.

3. Les lacs et les rivières valent $0,02$ % du total, soit $1000\times 0,0002=0,2$ verre, c'est-à-dire $0,2\times 200=40$ gouttes.

Toute l'eau douce liquide de surface de la planète tient donc, à cette échelle, dans quarante gouttes sur mille verres.

1. Le flacon d'eau fait bleuir la poudre ; celui d'huile la laisse blanche, car l'huile ne contient pas d'eau.

2. Il identifie l'huile avec certitude, puisqu'elle ne contient pas d'eau. En revanche, il ne prouve pas que l'autre flacon contient de l'eau pure : une eau salée ou sucrée bleuirait aussi.

3. Verser un peu des deux liquides dans un même verre : l'huile ne se mélange pas à l'eau et forme une couche au-dessus. On peut aussi comparer leur température d'ébullition, qui vaut $100$ °C pour l'eau pure.

1. $2700\times 0,30=810$ millions de m${}^3$.

2. $810÷95\approx 8,5$ : le barrage tient environ 8 mois et demi.

3. La nouvelle consommation vaut $95\times 0,80=76$ millions de m${}^3$ par mois, donc $810÷76\approx 10,7$ mois.

L'autonomie passe de $8,5$ à $10,7$ mois : elle augmente d'environ 2 mois, sans qu'un mètre cube supplémentaire ait été trouvé.

1. De la vapeur d'eau contenue dans l'air, invisible tant qu'elle reste à l'état gazeux.

2. Une condensation : la vapeur d'eau est passée à l'état liquide au contact des brins d'herbe. La nuit, le sol et les végétaux se refroidissent, et une surface froide provoque la condensation, exactement comme la paroi d'une bouteille sortie du réfrigérateur.

3. Par une nuit claire, la chaleur du sol s'échappe librement vers le ciel : les surfaces deviennent nettement plus froides. Les nuages, eux, freinent ce refroidissement, donc la rosée se forme moins.

1. Celle de Salma.

2. L'eau douce représente $2,8$ % de l'eau de la Terre, ce qui est peu mais pas négligeable. Le problème est que $2,15$ % sur ces $2,8$ % sont gelés dans les glaciers et $0,63$ % sont souterrains : il ne reste que $0,02$ % de l'eau totale sous forme de lacs et de rivières.

3. Comme la difficulté est l'accès et non la quantité, les solutions portent sur l'accès et la qualité : traiter et réutiliser les eaux usées, dessaler l'eau de mer, limiter la pollution, réduire les pertes des réseaux et améliorer l'irrigation. Chercher « plus d'eau » n'a pas de sens, puisque la quantité totale est constante.

1. Parce que le cycle est fermé : l'eau n'est ni créée ni détruite. Toute l'eau qui monte finit par redescendre, donc sur une année entière les deux quantités se compensent.

2. La quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère augmenterait sans arrêt, ce qui est impossible durablement : l'air ne peut contenir qu'une quantité limitée de vapeur, et l'excédent se condense puis retombe. Le cycle se rééquilibre de lui-même.

3. Oui. Les masses d'air se déplacent sur des milliers de kilomètres avant de se condenser : rien n'oblige l'eau à retomber là où elle s'est évaporée. C'est même la raison pour laquelle il pleut sur des régions situées loin de toute mer.

1. $200\times 0,86=172$ g d'eau.

2. En pressant l'orange et en mettant le jus en contact avec du sulfate de cuivre anhydre : la poudre blanche devient bleue, donc l'orange contient de l'eau.

3. L'eau quitte le corps par la transpiration et par la respiration, sous forme de vapeur d'eau. Cette vapeur monte dans l'atmosphère, s'y condense en gouttelettes qui forment un nuage, puis retombe en précipitations. Elle peut alors ruisseler jusqu'à un oued ou s'infiltrer vers une nappe, et se retrouver bien plus tard dans un verre d'eau, dans une autre orange, ou dans la mer.

Rien n'a été perdu ni fabriqué : c'est toujours la même eau qui circule, ce qui est le sens même du mot « cycle ».