Expérience : Trois défis scientifiques!

17 décembre 2024 - Yannick Bergeron, chimiste

Arriveras-tu à relever ces trois défis? Peux-tu faire éclater un ballon avec une orange, vider un aquarium sans le renverser et faire flotter et couler un trombone?

Premier défi

Matériel pour faire l’expérience :

• Un ballon de fête
• Une orange fraîche

Les étapes de préparation

1. Gonfle le ballon autant que possible et ferme-le avec un noeud. Enlève un morceau à la peau de l’orange et approche-le du ballon, sans toucher sa surface.

2. Presse le morceau d’orange doucement pour faire sortir quelques gouttes de liquide. Laisse les gouttes entrer en contact avec le ballon.

3. Le ballon devrait soudainement éclater!

Que se passe-t-il?

Ce phénomène est dû aux huiles essentielles contenues dans la peau de l’orange. Celles-ci contiennent du limonène, un composé chimique.

Le limonène est un puissant solvant pour certains types de caoutchouc, comme celui utilisé pour fabriquer les ballons de fête. Lorsqu’il entre en contact avec le ballon, le limonène dissout une partie du caoutchouc, ce qui crée une rupture à la surface et fait éclater le ballon.

Deuxième défi

Matériel pour faire l’expérience :

• Un aquarium ou un grand contenant rempli d’eau
• Un tuyau flexible en plastique
• Un bac (pour surélever le montage)
• Un grand bol (pour recueillir l’eau)

Les étapes de préparation

1. Plonge entièrement le tuyau dans l’eau de l’aquarium pour le remplir complètement. Cette étape est cruciale, car il ne doit rester aucune bulle d’air dans le tuyau.

2. Quand le tuyau est rempli, bouche une de ses extrémités avec ton doigt. Cela empêchera l’eau de couler. Ensuite, place cette extrémité dans le bol, qui doit être plus bas que le niveau d’eau de l’aquarium.

3. Enlève ton doigt et observe ce qui se passe. L’eau devrait commencer à s’écouler. Ça ne fonctionne pas? Vérifie que le tuyau est bien rempli d’eau et que le bol se trouve en dessous du niveau d’eau de l’aquarium.

Que se passe-t-il?

Ce défi fonctionne grâce au principe du siphon. Lorsqu’on remplit le tuyau d’eau, la différence de hauteur entre l’aquarium et le bol crée une pression. Cette pression pousse l’eau à travers le tuyau..

L’eau se déplace en continu, grâce à la gravité. Elle passe du contenant le plus haut (l’aquarium) vers le plus bas (le bol). Le siphon fonctionne tant que l’extrémité du tuyau dans l’aquarium reste immergée et que le tuyau ne contient pas d’air. Poursuis l’expérience avec différentes longueurs de tuyaux et de hauteurs.

Troisième défi

Matériel pour faire l’expérience :

• Un bol
• Plusieurs trombones
• Un peu de savon à vaisselle
• De l’eau

Les étapes de préparation

1. Remplis le bol avec de l’eau, jusqu’aux deux tiers.

2. Déplie légèrement un des trombones pour qu’il serve de support.

3. Pose délicatement un autre trombone sur ce support. Ensuite, dépose très délicatement ces deux trombones à la surface de l’eau. Enlève le support, en veillant à ne pas percer la surface de l’eau.

4. Ça flotte? C’est grâce à la tension de surface de l’eau, qui forme une «membrane» invisible et empêche le trombone de couler, malgré son poids.

5. Ajoute une petite goutte de savon à vaisselle dans l’eau, près du trombone.

6. Le trombone devrait rapidement couler au fond du bol.

Que se passe-t-il?

L’eau possède une tension de surface élevée en raison de la force de cohésion entre ses molécules. Cela permet à des objets légers, comme des trombones, de flotter sans casser cette fine «membrane» à la surface de l’eau.

Lorsque du savon est ajouté à l’eau, il perturbe la force de cohésion entre les molécules d’eau. Cela réduit réduit la tension de surface. Sans cette force pour le soutenir, le trombone coule!

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