Eteindre le feu

Cette expérience de physique amusante est facile à réaliser mais nécessite la présence d’un adulte à cause de la manipulation de bougies.

Matériel

• de la levure chimique
• du vinaigre
• un grand vase assez large
• des allumettes
• une bougie chauffe-plat et une petite bougie à mettre sur un gâteau
• une vieille fourchette de mauvaise qualité facile à replier (ou un autre matériel du même genre)

Expériences

Replier la fourchette et faire en sorte que l’on puisse mettre la petite bougie allumée sur la fourchette, l’ensemble pouvant être placé dans le grand vase (voir photographies).

Dans le grand vase, verser le contenue d’un sachet de levure chimique. Puis verser un peu de vinaigre (en recouvrant toute la levure chimique). Observer.

A l’aide du système « fourchette + bougie » fabriqué préalablement, déplacer lentement la bougie dans le vase vers le fond du vase. Observer.

Enfin, placer une petit bougie chauffe-plat allumée à côté du grand vase. « Verser le contenu » du grand vase sur la bougie et observer. Attention, il s’agit ici de verser un contenu gazeux et non les résidus de levure chimique, vinaigre et autres.

Observations

Observations

Lorsque l’on déplace lentement la bougie dans le vase vers le fond, à une hauteur donnée, la bougie s’éteint.

Lorsque l’on verse également le « contenu gazeux » du grand vase sur la petite bougie allumée, cette dernière s’éteint.

Que se passe-t-il ?

Lorsque l’on mélange de la levure avec du vinaigre, une réaction chimique a lieu et il y a dégagement du dioxyde de carbone (CO₂) , communément appelé gaz carbonique.

Lors de la combustion d’une bougie, du dioxygène est consommé. Lorsque le taux d’oxygène autour de la bougie n’est plus suffisant pour entretenir la combustion, cette dernière s’éteint. C’est le cas si du dioxyde de carbone entoure complètement la bougie.

Cette expérience met en évidence que le dioxyde de carbone est plus dense que l’air ambiant à température ambiante. En effet lors de la première expérience, la bougie s’éteint lorsqu’elle est plutôt en bas du vase, ce qui démontre que le dioxyde de carbone se positionne en bas du vase car il est plus dense que l’air ambiant.

Pour la même raison, lorsque l’on déverse le vase sur la bougie chauffe-plat, le dioxyde de carbone s’écoule puis enveloppe la bougie allumée car ce gaz est plus dense que l’air ambiant et la bougie chauffe-plat s’éteint. Dans cette deuxième expérience, contrairement à la première, il y a peut être un effet de souffle supplémentaire.

C’est sur ce principe d’étouffement de la flamme que fonctionnent les extincteurs d’incendie à base de dioxyde ce carbone. Dans une moindre mesure, le dioxyde ce carbone agit sur la flamme par refroidissement (car le gaz sort de l’extincteur à une température assez basse (<de l’ordre de -80°C) et par soufflement.