Cette expérience ce physique amusante est très facile à réaliser et demande peu de matériel.
Matériel
- 4 verres d’eau de taille moyenne (ou des pots de yaourts)
- de l’encre ou du colorant alimentaire
- du carton (style carton de carte postale)
Expérience
L’eau coloré en rouge est froide et l’ eau coloré en bleu est chaude.
Remplis deux verres d’eau froide colorée. Remplis deux autres verres d’eau chaude colorée. Ici, l’eau colorée en rouge est froide et l’eau colorée en bleu est chaude. L’eau froide peut être issue du réfrigérateur et l’eau chaude peut venir tout simplement du robinet.
A l’aide de bouts de carton découpés à la bonne taille (ou de carte postale), mets un verre bleu sur un verre rouge et un verre rouge sur un verrre bleu, comme indiqué sur la photo ci-dessous.
Enlève les deux bouts de carton rapidement en superposant parfaitement le verre du dessus sur le verre du dessous et observe…
On observe que les couleurs se mélangent (on obtient alors du violet lorsque l’eau chaude bleue est située en dessous. Dans le deuxième cas, aucun mélange de couleurs ne s’effectue.
Que se passe-t-il ?
Le phénomène physique à l’origine des observations précédentes est 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 descendent.
Ici, l’eau chaude bleue colorée, moins dense que l’eau colorée en rouge, a tendance à monter dans le verre d’eau froide rouge. Au contraire, l’eau rouge froide dans le verre du dessous, plus dense que l’eau bleue, reste en bas et ne monte pas.
Voir également l’expérience sur la fonte du glaçon coloré.
Bien sûr, au cours de l’expérience, se produit également un phénomène de diffusion de l’eau colorée dans l’eau non colorée (voir expérience diffusion de l’encre dans un verre d’eau).
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 ….
Autres mélanges de couleurs réalisées
En utilisant différents colorants alimentaires, vous pouvez effectuer différents mélanges de couleurs.
Amusez-vous !
Ici, nous avons utilisé de l’encre bleue et du colorant alimentaire jaune. L’eau colorée en bleu est chaude et celle colorée en jaune est froide.
Ici, nous avons utilisé des colorants alimentaires jaune et rouge. L’eau colorée en rouge est chaude et celle colorée en jaune est froide.