• Expériences rigolotes : les fluides

    Expériences rigolotes : les fluides

    ... les fluides

     

     

    Le plus connu des fluides, c'est l'eau. Mais il y en a bien d'autres. Tout ce qui est liquide est un fluide et pourtant, ils n'ont pas tous les mêmes propriétés. Certains sont plus denses ou plus visqueux que d'autres. Les gaz sont aussi des fluides (comme l'air, par exemple).

    Pour comprendre ce que ça veut dire et pour comparer les fluides entre eux, on va se livrer à quelques petites expériences faciles, amusantes et qu'on peut faire dans sa cuisine.

    Normalement, vous avez tout sous la main sauf peut-être le colorant alimentaire. On peut en trouver facilement dans n'importe quel rayon pâtisserie d'un supermarché.

    Allons-y :

     Expérience 1 

    Matériel:

    • une assiette creuse
    • du lait
    • du produit vaisselle
    • du colorant alimentaire

    1ère étape:

    Expériences rigolotes : les fluides  

    Commençons par verser du lait dans une assiette creuse. N'importe quel lait fera l'affaire mais du lait entier donnera un résultat plus "spectaculaire".

    2ème étape:

    Expériences rigolotes : les fluides

    Il faut verser deux ou trois gouttes de colorant pour former des petits cercles, pas trop près du bord. On obtient des tâches de couleur bien rondes qui ne se mélangent pas au lait.

    3ème étape:

    Expériences rigolotes : les fluides

    On verse au centre de l'assiette une ou deux gouttes de produit vaisselle. Les tâches de couleur vont commencer par "s'enfuir" vers les bords.

    4ème étape:

    Expériences rigolotes : les fluides

    Finalement, les couleurs se mélangent de façon aléatoire, créant des tourbillons de couleurs.

    Que s'est-il passé ?

    Le lait contient de l'eau mais aussi du gras sous forme de petites gouttes. C'est lui qui empêche le colorant de se mélanger à l'eau. Le liquide vaisselle sépare le gras de l'eau et perturbe ainsi la surface au centre de l'assiette. C'est pourquoi le colorant est repoussé vers les bords. Finalement, le savon se fixe sur le gras, le neutralisant, et le colorant peut se mélanger.

     

     Expérience 2 

    Matériel:

    • quatre verres
    • du colorant alimentaire
    • du carton

    1ère étape:

    Expériences rigolotes : les fluides

    On remplit deux verres d'eau froide dans lesquels on ajoute un peu de colorant bleu. L'eau peut venir directement du robinet ou sortir du réfrigérateur. Plus elle est froide, mieux c'est.

    2ème étape:

    Expériences rigolotes : les fluides

    On remplit ensuite deux verres d'eau chaude que l'on colore en rouge. Là aussi, on peut la tirer du robinet d'eau chaude ou la faire chauffer. Plus elle est chaude, mieux c'est, même s'il n'y a pas besoin de la faire bouillir.

    3ème étape:

    On pose un morceau de carton sur un verre rouge et un autre sur un verre bleu pour pouvoir les retourner sans les renverser. On pose alors, ouverture vers le bas, un verre rouge sur un verre bleu et un verre bleu sur un verre rouge (j'ai oublié cette photo, désolé !).

    On retire ensuite le carton pour que les liquides entrent en contact (à cette étape, on met généralement de l'eau un peu partout).

    4ème étape:

    Expériences rigolotes : les fluides

    On observe.

    (En théorie, rouge et bleu, ça devrait faire un joli violet mais là, ça a plutôt fait un verdâtre tout moche. Comme quoi, les expériences sont bien utiles pour vérifier que les théories... ça reste de la théorie !)

    Néanmoins, si la couleur n'est pas celle attendue, l'expérience a fonctionné: à gauche, le verre d'eau chaude est en haut: rien ne s'est mélangé. A droite, le verre d'eau chaude est en bas et les couleurs se sont emmêlées.

    Que s'est-il passé ?

    Nous venons de découvrir le phénomène de convection. La convection se produit quand il y a une différence de température entre deux parties d'un fluide. Les particules chaudes du fluide se dilatent, deviennent moins denses et montent. Les particules froides réagissent à l'inverse: elles se rétractent, deviennent plus denses et descendent. Ici, l'eau chaude qui se trouvait en bas est montée dans l'autre verre tandis que l'eau froide est descendue. Ce phénomène est généralement invisible mais le colorant nous a permis d'en être témoin.

    ==> L'air est également un fluide. C'est donc le même phénomène de convection qui permet à une montgolfière de s'élever. En chauffant l'air qui la gonfle, on le rend moins dense que l'air qui l'entoure. Conséquence: elle monte dans le ciel.

     

     Expérience 3 

    Matériel:

    • trois verres haut
    • de l'huile
    • du produit vaisselle
    • trois pièces de cinq centimes

    1ère étape:

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    Il faut remplir à la même hauteur un verre d'eau, un verre d'huile de cuisine et un verre de produit vaisselle.

    Expériences rigolotes : les fluides

    2ème étape:

    Expériences rigolotes : les fluides

    Il faut lâcher les pièces en même temps dans chacun des trois verres (si jamais on n'a pas trois mains, il vaut mieux être deux pour faire l'expérience).

    On observe. Les pièces coulent toutes à une vitesse différente. Celle qui est dans l'eau gagne largement la course, suivie de celle dans l'huile et de celle dans le produit vaisselle qui arrive bonne dernière. Plus le contenant sera haut, plus la différence sera visible.

    Que s'est-il passé ?

    Certains liquides sont plus visqueux que d'autres. Cela signifie que les particules qui le composent sont bien collées les unes aux autres. En coulant, la pièce doit écarter ces particules pour se frayer un chemin. C'est moins facile dans un liquide visqueux comme le produit vaisselle que dans l'eau, qui ne l'est pas du tout. Pour prolonger l'expérience, on peut tester tous les liquides que l'on veut et s'amuser à faire une échelle de la viscosité.

     

    Voilà quelques petites expériences à faire dans sa cuisine. J'en ferai d'autres parce que j'adore faire des expériences dans ma cuisine. Bien sûr, il faut tout nettoyer après mais finalement, ce n'est pas plus salissant que de faire de la pâtisserie (en tout cas, quand c'est moi qui la fait).

     

     

     

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