Contenu

• Pas
• Partie 1 sur 3: Comment aplatir une canette de limonade en aluminium
• Partie 2 sur 3: Comment ça marche
• Partie 3 sur 3: Aider les élèves à apprendre par l'expérimentation
• Conseils
• Avertissements
• De quoi avez-vous besoin

Vous pouvez aplatir une canette de limonade en aluminium avec juste une source de chaleur et un récipient d'eau. Il s'agit d'une excellente démonstration visuelle de certains principes scientifiques, notamment la pression atmosphérique et le concept de vide. L'expérience peut être menée par des enseignants ou des élèves du secondaire sous leur direction à titre expérimental.

Pas

Partie 1 sur 3: Comment aplatir une canette de limonade en aluminium

1. 1 Versez un peu d'eau dans une canette en aluminium vide. Rincez-le et laissez environ 15 à 30 millilitres (1 à 2 cuillères à café) d'eau au fond. Si vous n'avez pas de cuillère doseuse, couvrez simplement le fond d'une canette en aluminium avec de l'eau.
2. 2 Préparez un bol d'eau glacée. Remplissez un récipient avec de l'eau froide et de la glace ou de l'eau qui a été conservée au réfrigérateur. Il est conseillé de prendre un bol assez profond pour contenir tout le pot - il sera alors plus facile d'expérimenter - mais ce n'est pas nécessaire. Il sera plus pratique d'observer l'aplatissement du pot à travers un bol transparent.
3. 3 Trouvez des lunettes de protection et des pinces de soudage. Dans cette expérience, vous chaufferez une canette en aluminium jusqu'à ce que l'eau y bout, puis vous la transférerez rapidement. Tous les observateurs et l'expérimentateur doivent porter des lunettes de sécurité au cas où de l'eau chaude éclabousserait leurs yeux. Vous aurez également besoin d'une pince pour prendre le pot afin de ne pas vous brûler, puis le tremper à l'envers dans un bol d'eau glacée. Entraînez-vous à saisir le bocal avec vos pinces jusqu'à ce que vous soyez à l'aise pour le tenir.
   • Continuez sous la surveillance d'un adulte seulement.
4. 4 Chauffer le pot sur la cuisinière. Placez une canette en aluminium à l'envers sur un brûleur, puis allumez à feu doux ou à feu doux. Laisser bouillir l'eau et laisser bouillir et libérer de la vapeur pendant environ 30 secondes.
   • Si vous remarquez une odeur étrange ou métallique, passez immédiatement à l'étape suivante. L'eau a peut-être bouilli ou la chaleur a peut-être été trop forte pour que la peinture ou l'aluminium se mettent à fondre.
   • Si la canette en aluminium ne tient pas correctement sur le brûleur, utilisez une cuisinière électrique ou tenez la canette au-dessus d'un feu avec des pinces résistantes à la chaleur.
5. 5 Utilisez des pinces pour renverser le pot chaud à l'envers dans l'eau froide. Tenez les pinces avec votre paume vers le haut. Prenez un bocal avec des pinces, retournez-le rapidement sur un bol d'eau froide et plongez-le dedans.
   • Préparez-vous à entendre des bruits forts car le pot peut s'aplatir assez rapidement !

Partie 2 sur 3: Comment ça marche

1. 1 Découvrez quelle est la pression atmosphérique. L'air se presse sur nous et sur tout autre objet avec une force de 101 kPa (kilopascal) (1 kg par cm2) lorsque vous êtes au niveau de la mer. Et en général, cela suffit à la canette de s'aplatir, voire à une personne ! Mais cela ne se produit pas, car l'air à l'intérieur de la boîte (ou la matière à l'intérieur de notre corps) est pressé vers l'extérieur avec la même force, et la pression de l'air semble être mise à zéro en raison du fait qu'elle nous appuie uniformément de tous les côtés. .
2. 2 Découvrez ce qui se passe lorsque vous chauffez un pot d'eau. Lorsque l'eau dans le bocal bout, vous pouvez voir comment elle commence à " couler " sous forme de petites gouttelettes dans l'air - nous l'appelons vapeur. Une partie de l'air est expulsée de la boîte à ce moment pour faire place à un nuage de gouttelettes d'eau en expansion.
   • Malgré le fait que le pot perd une partie de l'air, il ne s'aplatit toujours pas, car la vapeur prend désormais la place de l'air déplacé, qui se presse également de l'intérieur.
   • En général, plus vous chauffez un liquide ou un gaz, plus il se dilate. S'il est dans un récipient fermé et ne peut pas se dilater, la pression augmente.
3. 3 Comprenez comment une canette s'aplatit. Lorsque la canette est à l'envers dans l'eau froide, la situation change dans deux directions. Premièrement, la canette est privée d'accès à l'air, puisque le trou est bloqué par l'eau. Deuxièmement, la vapeur à l'intérieur de la boîte se refroidit rapidement. La vapeur d'eau est comprimée à son volume d'origine - une infime quantité d'eau au fond de la boîte. Soudain, la majeure partie de l'espace à l'intérieur du pot est vide du tout - il n'y a même pas d'air là-bas ! L'air qui a pressé l'extérieur de la canette pendant tout ce temps n'a plus de résistance de l'intérieur, il aplatit donc la canette vers l'intérieur.
   • Un espace dans lequel il n'y a rien s'appelle vide.
4. 4 Observez attentivement le pot pendant l'expérience et découvrez un autre effet. L'apparition d'un vide, ou d'un espace vide, à l'intérieur de la boîte a une autre conséquence que l'aplatir. Examinez attentivement le pot lorsque vous le plongez dans l'eau et lorsque vous le sortez. Vous pourrez remarquer qu'un peu d'eau est aspirée dans le pot puis en ressort. C'est parce que l'eau appuie contre l'ouverture de la boîte, mais cette pression est juste suffisante pour remplir seulement un petit espace à l'intérieur de la boîte en aluminium avant qu'elle ne s'aplatisse.

Partie 3 sur 3: Aider les élèves à apprendre par l'expérimentation

1. 1 Demandez aux élèves pourquoi le pot est aplati. Voyez s'ils ont des idées à ce sujet. Ne confirmez ou n'infirmez aucune des réponses à ce stade. Reconnaître chaque idée et demander aux élèves d'expliquer leur cheminement de pensée.
2. 2 Aidez les élèves avec des options pour expliquer l'expérience. Demandez-leur de proposer de nouvelles expériences pour tester leurs idées. Avant de commencer de nouvelles expériences, demandez-leur ce qu'ils pensent qu'il va se passer dans le processus. S'ils ont du mal à trouver de nouvelles expériences, venez à la rescousse. Voici quelques options qui pourraient vous être utiles :
   • Si l'élève pense que c'est l'eau (et non la vapeur) à l'intérieur du pot qui est responsable de son aplatissement, laissez-le remplir d'eau tout le pot et voyez s'il se déforme.
   • Essayez la même expérience avec un récipient plus rigide. Un matériau plus résistant s'aplatira plus longtemps, laissant à l'eau glacée le temps de remplir le récipient.
   • Essayez de laisser le pot refroidir légèrement avant de le plonger dans de l'eau glacée. Le résultat sera plus d'air dans la boîte et moins de déformation.
3. 3 Expliquez la théorie derrière l'expérience. Utilisez les informations de la section Comment ça marche pour aider les élèves à comprendre pourquoi le pot a été écrasé. Demandez-leur si l'explication correspond à leurs idées pour lesquelles ils ont proposé leurs propres expériences.

Conseils

• Trempez le pot dans l'eau avec des pinces, ne le laissez pas tomber.

Avertissements

• Le pot et l'eau à l'intérieur seront chauds. Demandez aux participants à l'expérience de se tenir derrière vous pendant que la boîte est immergée dans l'eau afin qu'ils ne soient pas blessés par le jet soudain d'eau chaude.
• Les enfants de plus de 12 ans peuvent mener l'expérience seuls, mais seulement sous la surveillance d'adultes ! Ne permettez jamais à plus d'une personne de mener une expérience à la fois, à moins qu'il n'y ait également plus d'un leader.

De quoi avez-vous besoin

• Canettes de limonade en aluminium vides
• Les pinces sont assez grandes pour tenir confortablement le pot chaud
• Cuisinière à gaz ou électrique ou bec Bunsen
• Bol d'eau froide