Combien de pièces peut-on mettre dans un verre rempli d'eau

Auteur avatarTess | Dernière modification 21/03/2020 par Geneviève

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A votre avis combien peut-on en mettre?
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Video d'introduction

Étape 1 - Remplir

Remplir un verre d'eau à ras bord.



Étape 2 - Ajouter

Ajouter des pièces les unes après les autres.



Étape 3 - Résultat

L'eau se bombe (elle fait une voute sur le dessus du verre)



Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

L'eau ne coule pas, elle est bombée sur le dessus du verre.

Combien peut-on ajouter de pièces dans le verre avant que l'eau ne déborde ?

(cela dépend de la taille du verre et de celle des pièces)

Explications

Les molécules interagissent entre elles, et cela correspond à une certaine énergie. Les molécules se mettront toujours dans la position de moindre énergie. Or l'énergie pour les molécules d'eau est moindre si elles restent en contact avec d'autres molécules d'eau plutôt qu'avec des molécules de gaz (l'air). C'est pour cela que la configuration avec une "couche" d'eau qui dépasse du verre est plus stable que des gouttes qui se séparent pour couler le long du verre.


Expériences complémentaires

Refaire la même expérience avec d'autres liquides : de l'huile et de l'alcool. Est ce que le nombre de pièces (le volume) à ajouter est le même pour faire déborder le verre ?

Réponse : non. L'huile et l'alcool sont des molécules différentes de l'eau. Elles n'interagissent pas ensemble de la même façon. Les configurations de moindre énergie ne sont donc pas les mêmes.


Placer une assiette sur une balance et faire la tare. (Précision souhaitable de la balance : +/-1g). Placer un verre d'eau sur l'assiette, elle même sur la balance. Se placer dans la configuration où le verre est à la limite de déborder. Plonger un objet dans le verre et observer l'eau couler du verre dans l'assiette. Retirer un peu d'eau du verre, par exemple avec une pipette, sans rien faire couler. Retirer le verre d'eau de l'assiette. À quoi correspond le poids mesuré ?

Réponse : au volume d'eau qui a débordé en ajoutant la pièce. Comme on connaît la masse volumique de l'eau (son poid par unité de volume, en gros 1 kilogramme par litre), on connaît donc le volume de l'eau qui a débordé. Ce volume est identique à celui de l'objet qu'on a plongé pour faire déborder le verre.

Plus d'explications

https://fr.wikipedia.org/wiki/Tension_superficielle


Dernière modification 21/03/2020 par user:Geneviève.

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