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Version actuelle datée du 25 mars 2020 à 13:41
Comment faire entrer un ballon gonflé d'eau dans une bouteille sans le moindre effort ? Réponse avec cette expérience !
Difficulté
Facile
Durée
5 minute(s)
Disciplines scientifiques
Physique
Introduction
Faire entrer un ballon gonflé d'eau dans une bouteille à ton avis c'est possible ? Alors allons y !
- Matériel et outils
Bouteille de verre 
Une bouteille, mais en verre quoi.
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Papier 
Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un matériau de base dans les domaines de l’écriture, du dessin, de l’impression, de l’emballage et de la peinture. Il est également utilisé dans la fabrication de composants divers, comme les filtres.
L’histoire du papier remonte à l’Antiquité. Le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour date de l’an 8 av. J.-C. et a été trouvé en Chine.
Allumette 
Une allumette est une petite tige de bois (généralement du peuplier, parfois de saule), de carton ou de chiffon, destinée à créer une flamme par friction avec son extrémité enduite d'un produit chimique inflammable, après quoi elle n'est plus utilisable.
Le mot « allumette » date des environs de l'an 1200 pour désigner une petite bûche destinée à faire prendre le feu.
Ballon de baudruche 
Un ballon gonflable fait d'une membrane en caoutchouc qui se tend quand on souffle dedans.
Étape 1 - Réunir le matériel
Il te faut :
Un ballon
De l'eau
Une bouteille en verre (une grande bouteille !)
Du papier
Des allumettes (Attention la manipulation des allumettes peut être dangeureuse, demande à un adulte de t'aider et place toi dans un environnement sécurisé).
Étape 2 - Fabrication et protection de notre ballon
Verse de l’eau dans le ballon de baudruche jusqu’à ce qu'il atteigne la taille d'un œuf. Noue l'embouchure.
Étape 3 - Allumer le feu !
Dispose une petite quantité de coton sur le goulot de la bouteille et enflamme-le avec une allumette.
Étape 4 - Effet aspirateur
Pose rapidement le ballon de baudruche sur le goulot de la bouteille (le plus verticalement possible).
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Le ballon de baudruche sautille d'abord sur le goulot puis il est aspiré au fond de la bouteille sans que l'on ait à le toucher.
Explications
Les trois informations à retenir :
- En brûlant, le coton chauffe l'air à l'intérieur de la bouteille, ce qui provoque la dilatation de l'air : il prend plus de place.
- Une partie de l'air s'échappe alors de la bouteille : le ballon de baudruche sautille.
- Puis la flamme s'éteint et l'air se comprime (en refroidissant, il prend moins de place) en aspirant avec lui le ballon de baudruche qui bouche parfaitement le goulot de la bouteille.
Plus d'explications
L'air chauffe au début de l'expérience quand l'ensemble du coton s'enflamme, il prend par conséquent plus de place (il se dilate comme dans cette expérience : Bouchon qui se soulève). Puis le feu s'éteint lorsqu'il manque d'oxygène. Comme il n'y a plus de feu, l'air chauffé refroidit et donc se contracte. La pression baisse dans la bouteille, il se crée par conséquent une différence de pression entre l'air situé à l’intérieur de la bouteille et l'air extérieur (qui se trouve à la pression atmosphérique). La différence de pression provoque une force de l'extérieur vers l'intérieur de la bouteille due à la création d'un vide créé par la contraction de l'air. Le ballon de baudruche est ainsi aspiré à l'intérieur de la bouteille.
Applications : dans la vie de tous les jours
On observe le même principe lorsque nous nageons au fond de l'eau et que nous avons mal aux oreilles : l’eau pousse sur nos oreilles pour y entrer, car la pression est moins forte dans notre oreille interne qu'au fond de l'eau. La pression de l’eau augmente en fonction de la profondeur, plus nous nageons profondément plus la pression est élevée.
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Rétraction de l’air
Éléments pédagogiques
Pistes pour animer l'expérience
Animation sous forme de défis, solo ou collectif.
Attention, l' utilisation des allumettes doit se faire par un adulte et dans un environnement sécurisé (éloigne autour de toi tous les éléments facilement inflamables).
Sources et ressources
Le même principe mais avec une autre expérience que tu peux également faire à la maison, sans allumettes mais avec de l'eau chaude. Attention ça brûle !
https://www.youtube.com/watch?v=2JDArVC8UcQ
Dernière modification 25/03/2020 par user:Clément Levassort.
Published