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Version du 4 mai 2020 à 19:48
Comment et pourquoi ce forment les mouvements au coeur du mouvement terrestre ?
Difficulté
Technique
Durée
10 minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la terre, Science de la matière
Introduction
Au centre de la Terre, des réactions physiques et chimiques produisent une immense quantité d'énergie, de chaleur. Comment cette chaleur remonte-t-elle vers la surface terrestre ?
Étape 1 - Réunis le matériel
Pour cette expérience, tu auras besoin :
- 1 saladier en verre
- De l'eau froide
- 1 bougie chauffe plat
- 3 petits pots en verre de même hauteur
- 1 pincée de farine
Étape 2 - Mets en place l'expérience
Remplis le saladier d’eau jusqu’à la moitié et place-le sur les 3 petits pots.
Attends que la surface de l’eau se stabilise avant de saupoudrer la surface d’une pincée de farine.
Étape 3 - Observe
Lorsque les grains de farine ne bougent plus, place la bougie sous le saladier.
Patiente et observe les mouvements lents de la farine sur l'eau.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Les grains de farine suivent des mouvements très lents tournants à la surface de l'eau, entre le centre et le bord du saladier.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
- Ne mets pas trop de farine : 1 seule pincée suffit
- Bien attendre que la surface de l'eau se stabilise après avoir mis la farine.
- Place la bougie assez proche du saladier
- Les mouvements sont lents. Sois patient et observateur !
Explications
Les mouvements des grains de farine que tu vois s’appellent des mouvements de convection. Les grains de farine suivent les « courants » d’eau froide, qui est plus lourde, et d’eau chaude, qui est plus légère.
Plus d'explications
Positionnée sous le fond du saladier, la bougie chauffe l'eau. De l'eau chaude du centre remonte vers la surface, car elle est moins dense (moins "lourde"), que l'eau froide qui l'entoure.
Arrivée en haut, elle s'étale à la surface froide, en se frayant un chemin vers le bord du saladier.
Rencontrant le bord, elle ne peut continuer son trajet dans la même direction : elle suit alors le bord du saladier et se refroidit. Elle finit par rencontrer un autre courant d'eau chaude, refroidi lui aussi, et tous deux se dirigent ensemble vers le centre, pour repartir à l'extérieur.
Applications : dans la vie de tous les jours
C’est le même phénomène qui a lieu dans le manteau terrestre : il y a des déplacements très lents de la matière qui chauffe au contact du centre de la Terre, puis se refroidissant, s’enfonce. Cela crée le déplacement des plaques de la croûte terrestre, on appelle ce mouvement la tectonique des plaques. La rencontre de deux plaques entraîne souvent l’apparition de chaînes de montagnes et de volcans.
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Visualiser des mouvements de convections
- Comprendre la circulation des fluides en fonction de leur chaleur
Pistes pour animer l'expérience
Proposer une expérience complémentaire sur la densité eau chaude/eau froide
Sources et ressources
Les expériences des petits débrouillards - La Terre - edition Albin Michel Jeunesse
Dernière modification 20/05/2020 par user:Geneviève.
Published