Fleur de papier capillaire
De Wikidebrouillard.
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Présentation de l'expérience
Une fleur de papier qui s'ouvre quand on la pose sur l'eau ?
Cette expérience propose une manipulation très simple et visuelle pour observer l'effet de l'eau qui s'infiltre par capillarité dans le papier.
Matériel
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Une feuille de papier
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Une paire de ciseaux
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Une règle (facultatif)
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De l'encre colorée (facultatif)
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Une assiette
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De l'eau
L'expérience
En vidéo
La manipulation
- Mélanger l'encre et l'eau dans l'assiette.
- Découper dans le papier une forme quelconque (triangle, étoile, rosace...) et en plier les pointes nettement, en insistant sur les pliures. On peut s'aider d'une règle si l'on veut faire des formes très régulières.
- Poser la 'fleur de papier' sur la surface de l'eau et observer !
Que voit-on ?
La fleur de papier s'ouvre comme par magie !
Si l'on a utilisé de l'encre pour colorer l'eau, la fleur de papier se colore peu à peu depuis le centre vers les pointes.
Explication
De manière simple
Lorsque l'on fait passer de l'eau dans un tuyau d'arrosage plié, on observe que le tuyau se déplie. On peut comparer les fibres qui constituent le papier à un tas de minuscules tuyaux que l'on aurait entrelacés. Lorsque l'on dépose le papier sur l'eau, elle s'infiltre dans ces petits tuyaux qui sous l'effet du passage de l'eau se déplient.
Ce phénomène qui fait que l'eau s'infiltre dans le papier et remonte dans les pétales est appelé la capillarité. C'est la capacité d'un liquide à pouvoir remonter une surface même contre la gravité.
Le même phénomène est visible quand un buvard aspire de l'encre, ou quand on essuie un liquide avec une éponge, ou si l'on trempe un morceau de sucre dans un liquide (cela se voit très bien avec le "canard" dans le café...).
Allons plus loin dans l'explication
La capillarité est due à la différence de tension superficielle entre deux liquides non miscibles (c'est à dire qui ne se mélangent pas), ou entre un liquide et l'air, ou encore entre un liquide et un matériau solide poreux.
La capillarité est d'autant plus marquée qu'un liquide a une forte tension superficielle, ce qui dépend de sa composition chimique et des conditions ambiantes (température, pression). Un liquide à forte tension superficielle remonte en s'opposant à la gravité dans les matériaux composés de petits tubes très fins (appelés "tubes capillaires"). La progression du liquide s'arrête lorsque la gravité et la pression capillaire s'équilibrent.
Concepts scientifiques associés
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