Contenu

• Avancer d'un pas
• Partie 1 sur 3: Écraser une canette
• Partie 2 sur 3: Comment ça marche
• Partie 3 sur 3: Aider les élèves à apprendre de l'expérience
• Conseils
• Mises en garde
• Nécessités

Vous pouvez compresser une canette de soda avec rien d'autre qu'une source de chaleur et un bol d'eau. Ceci est une excellente démonstration d'un certain nombre de principes physiques, y compris la pression de l'air et le concept de vide. L'expérience peut être réalisée par un enseignant à titre de démonstration, ou sous supervision, par des élèves.

Avancer d'un pas

Partie 1 sur 3: Écraser une canette

1. Mettez de l'eau dans une canette de soda vide. Rincez la boîte avec de l'eau, puis ajoutez environ 15 à 30 ml (1 à 2 c. À soupe) d'eau dans la boîte. Si vous n'avez pas de cuillère, mettez juste assez d'eau dans le bidon pour couvrir le fond.
2. Préparez un bol d'eau glacée. Remplissez un bol d'eau froide et de glace, ou avec de l'eau refroidie au réfrigérateur. Pour ce faire, utilisez un bol suffisamment profond pour effectuer l'expérience, mais ce n'est pas nécessaire. Un bol transparent permet de voir plus facilement la boîte en cours de compression.
3. Mettez des lunettes de sécurité et utilisez des pinces. Dans cette expérience, vous chauffez une canette jusqu'à ce que l'eau de la canette bout, puis immergez la canette sous l'eau. Tout le monde à proximité devrait porter des lunettes de sécurité au cas où de l'eau chaude éclabousserait. Vous avez également besoin de pinces pour ramasser la canette, sans vous brûler, et la plonger dans l'eau. Entraînez-vous à ramasser la boîte plusieurs fois pour vous assurer d'avoir une prise ferme.
   • Ne procédez que sous la surveillance d'un adulte.
4. Faites chauffer la canette sur la cuisinière. Placez la canette à la verticale sur un petit brûleur et baissez le feu. Porter l'eau à ébullition et laisser bouillir environ 30 secondes.
   • Si vous sentez quelque chose d'étrange ou de métallique, passez directement à la partie suivante. L'eau a peut-être bouilli à sec ou vous avez peut-être réglé la chaleur trop élevée, ce qui a fait fondre l'encre ou l'aluminium de la boîte.
   • Si votre poêle n'a pas de base pour une boîte, utilisez une plaque chauffante ou utilisez des pinces avec une poignée résistante à la chaleur pour tenir la boîte au-dessus du feu.
5. Utilisez les pinces pour retourner la canette dans l'eau froide. Tenez la pince avec les paumes vers le haut. Utilisez les pinces pour ramasser la canette, puis retournez-la rapidement sur l'eau froide, puis plongez la canette dans le bol.
   • Ne vous inquiétez pas, car la compression de la canette peut faire beaucoup de bruit!

Partie 2 sur 3: Comment ça marche

1. Pression de l'air. L'air autour de vous appuie de tous côtés contre votre corps, avec une pression de 101 kPa au niveau de la mer. Cela seul suffit pour presser une canette, ou même vous et moi! Cela ne se produit pas parce que l'air dans le bidon (ou le matériau dans votre corps) pousse avec la même quantité de pression, et parce que la pression de l'air s'annule, parce qu'elle agit sur un objet sous tous les angles avec la même quantité de pression .
2. Que se passe-t-il lorsque vous chauffez la canette avec de l'eau? Lorsque l'eau de la canette bout, vous pouvez voir que de la vapeur commence à se former. Cela poussera une partie de l'air dans la boîte pour faire de la place pour le nuage croissant de gouttelettes d'eau.
   • Bien que la boîte ait maintenant moins d'air à l'intérieur, elle ne sera pas encore comprimée, car la vapeur d'eau a remplacé l'air.
   • En général, plus un liquide ou un gaz est chauffé, plus il se dilate. S'il s'agit d'un récipient fermé, la pression continuera d'augmenter car l'air ne peut pas s'échapper.
3. Pourquoi la canette est compressée. Si la boîte est retournée, la situation change de deux manières. Tout d'abord, l'air ne peut plus circuler dans la boîte, car l'entrée est bloquée par l'eau. Deuxièmement, la vapeur d'eau dans la canette se refroidira rapidement et prendra donc moins de place, et finira par revenir à l'état initial, le petit peu d'eau que nous mettons dans la canette en premier. Soudain, la majeure partie de l'espace dans la boîte n'est plus occupée par l'air, mais est devenue un vide! L'air qui appuie sur la canette de l'extérieur n'est plus compensé, ce qui provoque la défaillance de la canette.
   • La pièce où il n'y a pas d'air s'appelle une vide.
4. Regardez attentivement la boîte pour voir un autre effet de l'expérience. Empêcher un vide dans la boîte a un autre effet, en plus de comprimer la boîte. Faites très attention à la boîte lorsqu'elle est placée sous l'eau. Vous verrez une petite quantité d'eau aspirée dans la canette puis s'égoutter. C'est parce que l'eau presse contre l'ouverture, mais juste assez fort pour remplir un peu la canette avant que l'aluminium ne soit comprimé.

Partie 3 sur 3: Aider les élèves à apprendre de l'expérience

1. Demandez aux élèves pourquoi la canette est compressée. Voyez si les élèves ont une idée de ce qui est arrivé à la canette. Ne confirmez ni ne réfutez aucune des idées à ce stade. Ne mettez aucune idée de côté et laissez les élèves expliquer comment ils y ont pensé.
2. Aidez les élèves à proposer des variantes de l'expérience. De nouvelles expériences pour essayer leurs propres idées et leur demander de prédire ce qui va se passer avant de commencer. S'ils ont du mal à trouver quelque chose, voici quelques variantes possibles à suggérer:
   • Si un élève pense que la canette est comprimée par l'eau et non par le vide, demandez-lui de remplir complètement une canette d'eau et de voir si elle est comprimée.
   • Essayez la même expérience avec un contenant plus solide. Si le matériau est plus lourd, il prendra plus de temps à se comprimer, ce qui fera entrer plus d'eau glacée dans le récipient.
   • Essayez de laisser refroidir la canette avant de la placer dans l'eau glacée. Cela entraînera plus d'air dans la boîte, ce qui réduira la compression.
3. Expliquez la théorie derrière l'expérience. Utilisez les informations de la section Fonctionnement pour expliquer aux élèves pourquoi la canette est compressée. Demandez si le résultat de l'expérience concorde avec leur propre raisonnement.

Conseils

• Ne laissez pas tomber le bidon dans l'eau, mais utilisez les pinces pour le submerger.

Mises en garde

• Le bidon et l'eau qu'il contient seront très chauds. Dès que vous placez la canette dans l'eau froide, laissez les spectateurs se distancer pour éviter de blesser quelqu'un à cause des éclaboussures d'eau chaude.
• Les enfants plus âgés (12 ans et plus) peuvent effectuer eux-mêmes cette expérience, mais seulement si un adulte est là pour superviser! Pas plus d'une personne ne doit être engagée dans cette expérience à la fois, à moins qu'il n'y ait plusieurs adultes pour aider.

Nécessités

• Canettes de soda vides
• Pinces assez longues pour bien tenir les canettes chaudes, à distance
• Plaque de cuisson, plaque chauffante ou bec Bunsen
• Venez avec de l'eau glacée