Cette expérience de physique amusante est facile à réaliser.
Matériel
- de l’huile
- un verre à whisky
- un glaçon (coloré à l’aide d’un colorant alimentaire ou pas)
Expérience
Remplis le verre à whisky d’huile. Puis place délicatement le glaçon dans le verre. Puis observe.
Observations
Tu peux observer que le glaçon bouge un peu (le mouvement de ce dernier dépend de sa forme) et que des larmes d’eau liquide se forment en dessous du glaçon puis tombent au fond du verre.
Que se passe-t-il ?
Tout d’abord, lorsque tu plonges le glaçon dans l’huile, tu peux constater qu’il flotte grâce à la poussée d’Archimède. Ceci s’explique par le fait que l’huile est plus dense que le glaçon constitué d’eau solide.
Au contact de l’huile à température ambiante, il y a des échanges de chaleur entre l’huile et le glaçon. Le glaçon fond. On observe que l’eau liquide, issue de la fonte, s’écoule le long du glaçon puis tombe dans le fond du verre. Cette observation peut s’interpréter par le fait que l’eau liquide est plus dense que l’huile et la poussée d’Archimède que subit l’eau liquide de la part de l’huile environnante est inférieure à son poids. L’eau liquide coule et forme des gouttelettes au fond du verre au début de la fonte pour former ensuite une grande « flaque » d’eau.
Cette expérience plus globalement illustre donc que l’eau liquide est plus dense que l’eau solide.
Pour aller plus loin
Tu peux t’amuser à modifier l’expérience précédente en changeant des paramètres comme la température de l’huile…Tu peux ensuite voir l’influence de cette modification sur l’expérience, par exemple sur la durée de formation des « larmes ».
On peut constater que la goutte d’eau qui se détache du glaçon a quasiment toujours le même volume. On peut prévoir ce volume en considérant toutes les forces que subit une « larme » : forces de pression, poids, force de tension superficielle. On peut également comprendre la forme des gouttelettes d’eau liquide reposant au fond du verre en invoquant les forces de tension superficielle.
Tu peux aussi remplacer l’huile par de l’eau fortement salée (mettre plusieurs cuillères à soupe de sel). L’eau liquide salée étant plus dense que l’eau liquide issue de la fonte du glaçon, l’eau issue de la fonte du glaçon va se localiser à la surface.
