Température de fusion du mélange eau-alcool

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Température de fusion du mélange eau-alcool

Nous voudrions, avec les enfants de la classe, avoir une liste de différents liquides ayant des températures de fusion inférieures à 0 °C. Nous avons pensé à des liquides comme le liquide de refroidissement des moteurs ou les liquides de lave-glace des voitures pour lesquelles la température de fusion est indiquée sur l'emballage. Nous ne trouvons pas d'indication pour des liquides comme l'alcool par exemple. Nous avons trouvé que l'alcool gèle à -117°. Ce doit être de l'alcool pur. Qu'en est-il de l'alcool à 90°, ou à 60°, ou moins ?
Existe-il d'autres liquides faciles à trouver qui est une température de fusion basse et connue ?
Le but de notre recherche est de placer dans la nacelle d'un ballon sonde des récipients pleins de différents liquides qui gèleront à différentes températures (mais il faut savoir lesquelles !)afin de savoir quelles températures à
rencontré le ballon. Les boîtes ouvertes lors du retour contenaient des liquides qui ont gelé, celles qui sont toujours fermées contenaient du liquide qui n'a pas gelé. On pourra donc connaître la température la plus basse rencontrée.

L'idée de placer différentes substances dans le ballon sonde est bonne. Sauf que seul le récipient contenant de l'eau risque fort d'être ouvert.
Il faudrait préciser un peu l'idée, mais il semble que l'instituteur espère que la solidification des différentes substances entraine l'ouverture des boites et serve alors de "preuve" que tel ou tel produit a bien gelé. Cette propriété d'augmentation de volume à la congélation est tout à fait vraie pour de l'eau seule. Elle ne sera pas forcement vérifiée pour un mélange et encore moins pour un autre produit ne contenant pas d'eau.

Il serait peu être plus simple d'équiper le ballon d'un simple thermomètre équipé d'un système de "mémoires". Si vous n'en connaissez pas le principe : ce type de thermomètres de conception très simple permet de connaitre les températures minimale et maximale rencontrées par le thermomètre tant que l'utilisateur n'a pas remis l'appareil "à zéro" (C'est un U, équipé de languettes en plastique qui montent avec le fluide contenu dans le thermomètre, mais ne redescendent que quand on le leur demande. Ils sont vendus en grandes surfaces). Ils sont utilisés à l'extérieur, dans le jardin, pour connaitre la température minimale qu'il a pu faire la nuit.

Ajoutons également que la diminution de température avec l'altitude est habituellement considérée par les aviateurs comme de l'ordre de 2 °C par mille pieds (environ 300 mètres) ; ceci dépendant du taux d'humidité de l'air (s'il y a saturation ou pas). Si on prend une température au sol de 16 °C, il faudrait atteindre 2 400 m d'altitude pour avoir 0 °C. Il vous faut donc :
1) une très longue corde...
2) ou faire l'expérience en hiver, un jour où il ne gèle pas au sol.

Pour compléter l'excellente réponse d'Eric Walle sur la thermométrie, voilà des données extraites des grimoires au sujet des points de congélation des mélanges eau-éthanol (composition donnée en pourcentage massique)

a pour information, car ces mélanges sont difficiles à réaliser (je ne vois pas comment une école pourrait facilement se procurer de l'éthanol d'une composition suffisamment connue pour faire ces mélanges) et surtout pour les raisons mises en avant par Eric Walle.