Cette expérience de physique amusante est facile à réaliser par des enfants.
Matériel
- du colorant alimentaire
- un bac à glaçons
- un verre assez haut (ou une bouteille) d’eau très chaude
Expérience
Fabrique des glaçons colorées en rajoutant de l’encre ou du colorant alimentaire dans un bac à glaçons. Puis plonge le glaçon dans un grand verre d’eau très chaude.
Observe le mouvement de l’eau colorée issue de la fonte du glaçon.
Que se passe-t-il ?
Cette expérience met en évidence le phénomène de convection.
La convection est un phénomène physique qui a lieu dans un fluide (liquide ou gaz) dès lors, qu’il y a présence d’une différence de température entre une partie du fluide qui est chaude et une partie du fluide qui est froide. Les particules de fluide chaudes, se dilatent deviennent moins denses et montent. Au contraire, les particules de fluide froides plus denses descendent dans un environnement chaud.
Ici, l’eau colorée bleue, issue de la fonte du glaçon, est froide et descend vers le fond du verre contenant de l’eau très chaude.
Voir également l’expérience sur le panache chaud dans l’eau froide.
Pour en savoir plus
La convection est des trois processus physiques qui permettent le transport d’une énergie microscopique particulière que l’on appelle la chaleur. Parmi ces processus physiques, on compte également la conduction thermique et le rayonnement. Lorsque tu plonges une cuillère en métal dans de l’eau très chaude, la cuillère se réchauffe par conduction thermique (la chaleur se propage de proche en proche). Lorsque tu laisses ta main exposée au soleil, cette dernière se réchauffe grâce à la chaleur véhiculée par le rayonnement solaire.
La convection est un phénomène physique que l’on rencontre très souvent dans de nombreux systèmes :
– dans une casserole posée sur le feu : les particules d’eau chaude au fond de la casserole ont tendance à remonter vers la surface
– dans un appartement chauffé par le sol, l’air chauffé au niveau du sol monte vers le plafond et ce phénomène de convection assure un transfert de chaleur dans une pièce du bas vers le haut.
– des phénomènes de convection sont souvent présents dans l’atmosphère terrestre et sont parfois à l’origine de la formation des nuages..
– dans l’océan, de nombreux courants marins ont pour moteur la convection..
– dans le manteau terrestre et le noyau terrestre ….