La rampe de bougies

Cette expérience de physique amusante est facile à réaliser.

Matériel

• des bougies chauffe-plat (ou des petites bougies que l’on met usuellement sur des gâteaux d’anniversaire)
• deux verres étroits de hauteurs différentes
• un grand vase assez large
• des allumettes ou un briquet

Expérience

Le but de l’expérience est de placer trois bougies à des hauteurs différentes à l’intérieur d’un récipient fermé (non hermétiquement) constitué par le grand vase. II faut donc choisir l’ensemble du matériel de manière adéquat et s’assurer que l’ensemble des bougies et de leurs supports « rentre bien » dans le grand vase.

Placer les trois bougies à des hauteurs différentes sur les supports adéquats. Allumer les bougies pus retourner le vase sur l’ensemble des bougies. Observer ce qu’il se passe.

On peut également réaliser l’expérience en utilisant trois grandes bougies de tailles différentes et de la pâte à modeler pour fixer les bougies sur le support.

Observations

Observations

Une fois le vase positionné sur l’ensemble des bougies, on observe que les bougies s’éteignent les unes après les autres successivement. La première bougie à s’éteindre est celle qui est positionnée le plus haut, la dernière est celle qui est positionnée le plus bas.

Que se passe-t-il ?

Pour interpréter cette expérience, il faut comprendre que lors de la combustion d’une bougie, du dioxygène est consommé et du dioxyde de carbone, appelé communément gaz carbonique, est produit. Lorsque le taux d’oxygène autour de la bougie n’est plus suffisant pour entretenir la combustion, elle s’éteint. C’est le cas si du dioxyde de carbone entoure la bougie (voir expérience  » Eteindre le feu« ). Cette dernière expérience « Eteindre le feu » met en évidence que le dioxyde de carbone est plus lourd que l’air ambiant à température ambiante.

Qu’en est-il si le dioxyde de carbone est chauffé à haute température, comme celui créé par la combustion d’une bougie ? Le dioxyde de carbone, comme tous les gaz, a une masse volumique qui diminue lorsque la température augmente : il devient moins dense. Ainsi, le gaz carbonique issu de la combustion est mois dense que l’air entourant les bougies et va donc s’élever dans le vase sous l’effet de la Poussée d’Archimède. Au fur et à mesure de la combustion des bougies, du gaz dioxyde de carbone s’accumule sur le haut du vase et les bougies s’éteignent successivement du haut vers le bas.