Questions to the experts

L'eau du robinet est un liquide capable de dissoudre des gaz, les molécules passant de l'état gazeux à l'état dissous dans l'eau.
Lorsque le gaz est à l'état dissous, il n'est pas possible de le "voir". C'est la même chose qu'avec du sel de cuisine : quand le sel est dissous dans l'eau, on ne le "voit" plus.
En réalité, l'eau du robinet est saturée par l'azote de l'air ambiant qui s'y est dissous.
L'eau ne peut néanmoins contenir qu'une quantité limitée de gaz. Quand la quantité de gaz atteint cette limite, on dit que l'eau a atteint la saturation. Cette quantité varie, notamment avec la température.
Après ces quelques explications, supposons un bac rempli d'eau du robinet, saturée en azote de l'air ambiant, comme celui qu'a probablement observé Jordan.
Supposons que la quantité maximale de gaz que peut contenir l'eau diminue lentement au cours du temps. Alors, la quantité de gaz contenue dans l'eau devient supérieure à la quantité maximale que peut contenir l'eau. Les molécules de gaz en solution dans l'eau retournent alors à l'état gazeux en formant de petites bulles.
Ces petites bulles ne se forment pas n'importe où dans le bac. Elles se forment sur les parois, car ces dernières constituent un endroit privilégié pour leur formation. Petit à petit, les bulles grossissent et atteignent une taille suffisante pour que la poussée d'Archimède les décolle et les fasse remonter à la surface.
On peut obtenir le même phénomène de manière plus rapide : en chauffant l'eau du robinet. Quand la température de l'eau augmente, la quantité maximale de gaz qu'elle peut contenir diminue et il se forme des bulles. Vers 70 °C ce phénomène est très visible et on dit que l'eau "dégaze".

Une réponse qui dépasse le cadre de la question formulée.
PARTIE 1
Les gaz sont solubles dans l'eau, c'est-à-dire que les molécules d'eau et les molécules de gaz s'attirent avec des forces plus ou moins intenses qui permettent à un certain nombre de molécules de gaz de " s'intégrer " au liquide.
Les forces dépendent des propriétés physico-chimiques des molécules de gaz et de liquide. La nature des atomes constituant ces molécules et leur enchaînement ont des conséquences sur les forces électrostatiques d'attirance. Par exemple, le dioxyde de carbone CO2 (" gaz carbonique ") est très soluble dans l'eau (eau " gazeuse "), mais pas dans le white spirit. Le butane est très soluble dans le white spirit mais pas dans l'eau (expérience à ne pas tenter : danger !). Le diazote N2 (on dit encore souvent " l'azote ") de l'air est un peu soluble dans l'eau.
Première loi : la solubilité dépend des propriétés du soluté et du solvant.
Entre les molécules de gaz et de liquide, il ne s'agit que d'attirance et pas de liaison solide, de sorte que la relation entre les molécules est diminuée lorsque les molécules sont très agitées, ce qui est le cas lorsque la température augmente.
Deuxième loi : la solubilité des gaz dans l'eau diminue lorsque la température augmente.
Elle est nulle lorsque l'agitation est telle que les molécules du liquide s'agitent tellement qu'elles ne restent même plus rapprochées les unes des autres, c'est-à-dire lorsqu'on arrive à la température d'ébullition.
Si on considère un liquide en contact avec un gaz, un équilibre s'établit pour les molécules de gaz : dans la phase gazeuse, elles se gênent, se choquent et elles ont donc une pression. Si on les confine dans un récipient, elles tapent sur les parois : d'autant plus fort qu'elles sont nombreuses par unité de volume et qu'elles sont agitées (que leur température est élevée) : c'est la pression.
Dans la phase liquide, elles sont attirées par les autres molécules, mais finissent aussi par se gêner.
Finalement, elles se répartissent entre les deux phases de manière à ce que la gêne globale soit minimale. Si la pression est forte dans la phase gazeuse, elles vont avoir tendance à passer vers le liquide, et inversement.
Troisième loi : la solubilité des gaz dépend de la pression du gaz en contact avec le solvant.
Quatrième loi : le passage du liquide au gaz ou du gaz au liquide prend du temps.

Partie 2
L'eau du robinet contient beaucoup d'air dissous. Cet air est introduit dans les usines où on fabrique l'eau potable : il participe au processus de potabilisation. Il est introduit en grandes quantités, car l'eau est froide dans les usines et on l'injecte parfois sous pression (deuxième et troisième loi). Lorsque l'eau sort du robinet à la maison et qu'elle est laissée dans un grand bac, elle se passe doucement à la température ambiante et se trouve en contact avec l'air de la maison ou du jardin, à pression atmosphérique. Sa solubilité est donc moins forte qu'à l'usine : il a tendance à sortir lentement de l'eau (quatrième loi) et forma des petites bulles.
On peut accélérer cette expérience en faisant chauffer de l'eau du robinet dans une casserole : bien avant l'ébullition, plutôt vers 70°C ou 80°C, de petites bulles se forment sur les parois de la casserole : à ces températures, la solubilité de l'air est très faible.
Solubilité de l'air dans l'eau : 22,4 ml par litre d'eau à 10 °C, 18,3 ml à 20°C, 5 ml à 80 °C.

Merci pour la réponse apportée aux enfants. Ils veulent naturellement faire chauffer de l'eau pour observer les bulles de près.
D'autre part, notre CPC, J.-C. VILLIN, m'a donné une idée de défi à lancer aux élèves : "Dans une même quantité d'eau du robinet, lequel de ces 2 produits, le SEL ou le SUCRE, va disparaître le plus vite?"
Les enfants ont surtout été surpris de constater qu'il se "passe des choses" dans les liquides sans qu'on intervienne directement.

Nous étions à la fin du module en décembre. Nous allons devoir poursuivre car nous avons matière à expériences.
Nous aurons peut-être encore des questions à poser.
La réponse sur le site a rempli de fierté mes élèves.