Bulle d'huile
De Wikidebrouillard.
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Sommaire |
Présentation de l'expérience
Comment réagit un liquide dans une station spatiale, alors que plus rien ne le retient dans un verre?
Matériel
-
1 boîte de pellicule photo
- 1 caillou
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des ciseaux
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1 grand verre
-
de l'huile
-
de l'alcool à brûler
-
de l'eau
L'expérience
La manipulation
- 1. Découper la boîte de pellicule photo à la moitié de sa hauteur.
Déposer le caillou dans le fond de la boîte et la remplir d'huile.
- 2. Poser la boîte dans le verre et verser autour de celle-ci de l'alcool
à brûler jusqu'à recouvrir la boîte.
- 3. Verser ensuite de l'eau tout doucement le long de la paroi du verre.
Que voit-on ?
L'huile sort de la boîte et forme une bulle dans le mélange de l'eau et de l'alcool.
Explications
De manière simple
L'huile a la même densité que ce mélange d'eau et d'alcool, ce qui veut dire qu'un volume d'huile et un même volume du mélange ont un poids identique. L'huile flotte au milieu et prend une forme ronde, car elle est entourée par le mélange auquel elle ne peut pas se mélanger, et la forme ronde est celle qui permet à l'huile d'être le moins possible en contact avec le mélange. Un liquide lancé hors de son récipient dans une station spatiale réagit de la même manière en prenant la forme d'une boule qui flotte.
Questions sans réponses
A partir de quelle proportion d'eau ajoutée à l'alcool l'huile commence à remontée dans le mélange?
Allons plus loin dans l'explication
La densité des liquides est mesurée par rapport à celle de l'eau qui est fixée à 1. L'huile a une densité d'environ 0.9, elle est donc moins dense que l'eau. L'alcool (éthanol) a une densité encore plus faible qui est égale à environ 0.79.
Dans l'expérience, lorsque nous ajoutons l'alcool dans le verre, l'huile reste dans la boîte car elle a une densité plus grande que l'alcool. En effet, c'est le liquide le moins dense (donc le plus léger) qui est en contact avec la surface.
Par la suite nous ajoutons de l'eau à l'alcool. On peut remarquer que l'eau et l'alcool se mélangent car ils sont parfaitement miscibles, ce qui n'est pas le cas avec l'huile. Au fur et à mesure de l'augmentation de la part d'eau dans le mélange, celui-ci voit sa densité accroître.
Au bout d'un moment, la densité de l'huile et celle du mélange s'égalisent. L'huile n'est donc plus retenue dans la boîte et flotte dans le mélange sous la forme d'une bulle. Dans ce contexte, l'huile est soumise à deux forces, l'attraction terrestre et la poussée d'Archimède exercée par le mélange qui s'équilibrent et donc laissent flotter l'huile.
L'huile ne se mélange pas avec l'eau car ses molécules sont composées d'une queue hydrophile (qui est attirée par l'eau) et d'une tête hydrophobe (qui rejette l'eau). La partie hydrophobe va donc fuir l'eau.
L'huile prend donc une forme ronde car elle est entourée par le mélange auquel elle ne peut se mélanger, et la forme ronde est celle qui permet à l'huile d'être le moins possible en contact avec le mélange.
Liens avec d'autres expériences
Expériences sur Wikidébrouillard
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Autres expériences
Autres expériences avec le même concept, recherche sur internet (indiquer les liens).
Applications : liens avec le quotidien
Pour l'élaboration de la vinaigrette, nous pouvons remarquer qu'il n'est pas possible de mélanger l'huile et le vinaigre qui est essentiellement constitué d'eau. Il est donc nécessaire de diviser l'huile en de petites billes microscopiques pour la répartir dans la vinaigrette (c'est une émulsion).
Lieux propices à sa réalisation
Indiquer ici des lieux où tout le matériel nécessaire pour réaliser cette expérience est disponible.
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