Expériences sur l'air.

Mise en évidence de l'air, air comprimé, vide partiel.

A)

Photo 1Photo 2Photo 3.

Le ballon est écrasé par la pression. Les molécules frappent dans tous les sens et ont une vitesse plus grande.

Je laisse le soin aux enseignants la manière dont ils peuvent aborder l'interprétation avec les élèves.

Pour ma part, j'ai trouvé une analogie avec le fait que plus on met de monde dans une pièce, plus il t aura de chocs entre les gens et contre les objets.

Il est dommage de se contenter de cette expérience. On peut utiliser beaucoup mieux ces objets.

1. Etude de la soupape , comme l'on peut s'en procorer gratis chez les marchands de vélo, on peut en scier la base pour comprendre le principe :l'air ne peut passer que dans un sens, un clapet vient buter pour empêcher l'air d'aller des hautes pressions vers les basses pressions. Shéma , petit texte...
2. On pèse la bouteille à la pression normale, on gonfle, puis on la repèse :on note une différence sérieuse de quelques grammes. A ce propos, attention à la fausse expérience qui circule :un ballon baudruche vide est pesé, on le gonfle, le repèse et surprise on trouve pratiquement la même masse ! Alors que l'on a mis quelques litres d'air, et que grosso modo 1 litre pèse 1 gramme à cette pression. L'explication est simple, le ballon subit une poussée d'Archimède égale au poids du volume d'air déplacé. Le poids de l'air du ballon, est lui très légérement supérieur, car il est un peu comprimé. Le ballon gonflé ne va donc peser que très légèrement plus lourd que le ballon dégonflé. Si l'on n'a pas fabriqué de bouteille et que l'on veut mettre en évidence le poids de l'air, on prend un ballon de hand ou de foot, vous verrez, on peut mettre jusqu'à 10 grammes d'air. Par cette expérience, on montre que le poids de l'air est variable suivant sa pression.
3. On peut mettre de l'eau dans la bouteille, les élèves voient les bulles d'air entrer. Si l'on accroche le ballon baudruche à un objet lourd pour qu'il soit immergé, en gonflant on se rend compte que le ballon s'écrase tout de même dans l'eau.Il n'est pas "protégé" dans l'eau.
4. On introduit un thermomètre dans la bouteille, quitte à rogner celui-ci. Au gonflage, la température augmente, selon la loi de Mariotte PxV/T=Cte. On augmente la pression, le volume reste constant, donc la température augmente. On laisse reposer, la température redescend à la température ambiante, puis on décompresse brusquement : la température baisse , plus bas qu'au départ. C'est le principe du frigo.

On fabrique un autre bouchon en inversant la soupape ce coup ci ; de manière à ce que l'air ne puisse pas rentrer. On prendra une bouteille en verre, bien sûr, car celle ci va subir la pression atmosphérique. Un ballon est introduit dans la bouteille. Photo 5.

Avec la pompe "trafiquée " on fait un vide partiel dans la bouteille. Le ballon se gonfle car il y a moins de pression autour de lui. Photo 6.

Photo 4Photo 5. Photo 6.

On peut aussi introduire un thermomètre dans la bouteille: la température baisse selon la loi de Mariotte. C'est aussi ce qui explique la baisse de température avec l'altitude(baisse de pression).

On peut aussi mettre de l'eau dans la bouteille, on enlève alors le ballon, et avec de l'eau déjà chaude , on peut montrer qu'elle peut bouillir en créant un vide partiel.(Pompez !).

Grenier Roland. Instituteur, le Bijou 07210 Chomérac.

roland.grenier4@wanadoo.fr