Quelques jolies manips autour de la pression


Mercredi 10 octobre 2007 a eu lieu le 1er rendez-vous de l'APELH "jolies manips" dont voici un petit résumé :
Coca-Mentos,   Chamalows sous vide,    Mousse à raser magique,   Canette écrasée,   Oiseau buveur,   Bateau pop-pop.
merci à tous les participants !

Expérience "Coca-mentos"...élucidée !



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Au premier plan expérience avec du coca et au second plan avec du coca-light. Pour pouvoir comparer les hauteurs de "jeysers", nous avons utilisé le même nombre de mentos.
Nous pensions l'an passé qu'il se produisait une réaction entre l'enveloppe des mentos et certains constituants du coca, mais il n'en est rien.
Le dégazage n'est favorisé que par la présence d'une poudre (gélifiée sur les mentos) : en effet, un dégagement gazeux important se produit quand on verse dans du coca n'importe quelle poudre : du sel, du sucre ou sable !
     
Il semble cependant que le coca-light contienne davantage de gaz dissous que le coca classique car les "jeysers" observés sont plus importants.
   
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Expérience des chamalows sous cloche à vide

On place des chamalows dans une cloche à vide et on créée progressivement le vide.
En début d'expérience, les chamalows se gonflent : l'air emprisonné dans leur structure est à une pression plus importante que l'air dans la cloche qui se raréfie. Puis brusquement, "la structure des chamalows craque" : ils se dégonflent alors qu'on continue à actionner la pompe à vide. On arrive  à un point de rupture : l'air initialement présent dans les chamalows s'échappe définitivement...
On ramène progressivement l'air de la cloche à vide à la pression atmosphérique. Les chamalows, vidés de leurs bulles d'air initiales, se ratatinnent complètement ! Ils sont alors bien peu appétissants !
                                  




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Nous avons mis bout à bout plusieurs vidéos, dont certaines sont en lecture accélérée.
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Mousse à raser "magique"


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Un peu de mousse à raser dans un pot placé dans une cloche à vide... c'est "magique" !

vidéo 1 : gonflement spectaculaire de la mousse sous pression réduite, puis effondrement lors du retour à la pression atmosphérique...
         

vidéo 2 : ça monte et ça descend :  si on stoppe la cloche à vide avant "la rupture" de la mousse à raser, elle se range toute seule dans son pot lors du retour à la pression atmosphérique...et on peut recommencer plusieurs fois !

 

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Expérience de la canette écrasée

On introduit un peu d'eau dans une canette vide et on porte à ébullition. On sature en vapeur d'eau : lorsqu'on voit la vapeur se condenser en fines gouttelettes au sortir de la canette, c'est prêt !
On retourne rapidement l'ensemble sur une bassine d'eau froide et on observe l'écrasement de la canette !
En effet, en chauffant l'eau, on vide la canette de son air qui est remplacé par de la vapeur d'eau. Lorsqu'on refroidit rapidement, la vapeur d'eau présente dans la canette se condense et il apparaît une forte dépression puisqu'il y a très peu d'air encore présent : la pression atmosphérique est alors beaucoup plus forte que la pression de l'air présent dans la canette et celle-ci s'effondre sur elle-même.
                     


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L'ébullition et la saturation en vapeur d'eau sont très longues à obtenir avec les plaques chauffantes du labo, nous avons donc rajouté la version "expérience réalisée à la maison": beaucoup plus efficace !

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Et pour finir 2 "jouets" scientifiques !

L'oiseau buveur

On imbibe d'eau le bec pour créer un abaissement de température. L'air contenu dans la tête se comprime et sa pression devient inférieure à celle de l'air enfermé dans le corps : le liquide monte alors le long du cou et l'oiseau s'incline autour de son pivot. Lorsque l'oiseau est horizontal, les réservoirs d'air contenus dans le corps et la tête se trouvent en contact et les pressions s'équilibrent. Le poids du corps étant plus grand que celui de la tête, l'oiseau se redresse.
L'eau imbibée sur le bec s'évapore, refroidissant la tête alors que le corps se réchauffe...et le cycle recommence.
En plaçant correctement le pivot et le verre d'eau, on voit donc l'oiseau osciller pour boire l'eau du verre !!!
Remarque :  le verre d'eau n'est là que pour le spectacle !!!  Tant que toute l'eau imbibée sur le bec ne s'est pas évaporée, les oscillations continuent...
                      

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Ce "jouet" a fait l'objet d'un sujet d'écrit de Centrale il y a quelques années, mais a-t-il amusé les candidats ?


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Le bateau pop-pop

Le bateau pop-pop est constitué d'un réservoir rempli d'eau, qui est chauffé par une bougie. L'eau du réservoir se dilate et sort par les 2 tubes plongés dans la bassine : le bateau est propulsé vers l'avant... Il apparaît alors une dépression dans le réservoir et l'eau de la bassine rentre par les tubes et le phénomène se reproduit.
Ce qui est surprenant ? Le bateau avance ! Donc les oscillations ne sont pas symétriques : l'eau sort davantage qu'elle n'entre.
Ce phénomène est observable avec un simple tube à essai très fortement chauffé !!! L'étude de ce phénomène en détail constituerait un joli sujet de recherche pour les Olympiades de Physique... car le bateau pop-pop reste à ce jour une énigme pour les physiciens !

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Le "pop-pop" entendu est produit par le métal du réservoir  qui claque en se comprimant et en se dilatant au gré des oscillations d'eau dans les tubes...


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