Froisser une canette avec de l'air comprimé : 12 étapes (avec des photos)

Teneur

Pas
Des astuces
Mises en garde
Nécessités

Vous pouvez presser une canette de soda avec rien d`autre qu`une source de chaleur et un bol d`eau.C`est une excellente démonstration de certains principes de physique, y compris la pression atmosphérique et le concept de vide. L`expérience peut être réalisée par un enseignant sous forme de démonstration, ou sous supervision, par des élèves.

Pas

Partie 1 sur 3: Écraser une boîte

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 1

1. Mettez de l`eau dans une canette de soda vide. Rincez la boîte avec un peu d`eau, puis ajoutez environ 15 à 30 ml (1 à 2 c.) de l`eau dans le bidon. Si vous n`avez pas de cuillère doseuse, mettez juste assez d`eau dans le bidon pour couvrir le fond.

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 2

2. Préparez un bol d`eau glacée. Remplissez un bol d`eau froide et de glaçons, ou d`eau réfrigérée au réfrigérateur. Utiliser un bol suffisamment profond pour réaliser l`expérience, mais ce n`est pas nécessaire. Un bol transparent permet de voir plus facilement comment la boîte est pressée.

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 3

3. Mettez des lunettes de sécurité et utilisez des pinces. Dans cette expérience, vous chauffez une boîte jusqu`à ce que l`eau dans la boîte commence à bouillir, puis plongez la boîte sous l`eau. Tout le monde autour doit porter des lunettes de sécurité au cas où de l`eau chaude serait éclaboussée. Vous aurez également besoin d`une pince pour ramasser le bidon, sans vous brûler, et le plonger dans l`eau. Entraînez-vous à ramasser la boîte plusieurs fois pour vous assurer d`avoir une prise ferme.

Procédez uniquement sous la surveillance d`un adulte.

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 4

4. Chauffer la boîte sur la cuisinière. Placer la canette à la verticale sur un petit brûleur et baisser le feu. Porter l`eau à ébullition et laisser bouillir environ 30 secondes.

Si vous sentez quelque chose d`étrange ou de métallique, passez directement à la partie suivante. L`eau a peut-être bouilli à sec ou la température est trop élevée, ce qui fait fondre l`encre ou l`aluminium.

Si votre brûleur n`a pas de base pour une boîte, utilisez une plaque chauffante ou utilisez des pinces avec une poignée résistante à la chaleur pour tenir la boîte au-dessus du feu.

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 5

5. Utilisez les pinces pour retourner la boîte dans l`eau froide. Tenez la pince avec vos paumes vers le haut. Utilisez les pinces pour ramasser la boîte, puis retournez-la rapidement sur l`eau froide, en immergeant la boîte dans le bol.

Ne vous inquiétez pas, car la compression de la canette peut faire beaucoup de bruit!

Partie2 sur 3: Comment ça marche

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 6

1. Pression de l`air. L`air autour de vous se presse contre votre corps de tous côtés, avec une pression de 101 kPa au niveau de la mer. Cela seul suffit pour serrer une canette ensemble, ou même toi et moi! Cela ne se produit pas parce que l`air dans la boîte (ou le matériau de votre corps) pousse avec la même pression, et parce que la pression de l`air s`annule, car elle agit sur un objet sous tous les angles avec une pression égale.

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 7

2. Que se passe-t-il si vous chauffez la boîte avec de l`eau. Lorsque l`eau dans la boîte bout, vous verrez que de la vapeur commence à se former. Cela poussera une partie de l`air dans la canette à l`extérieur pour faire de la place au nuage croissant de gouttelettes d`eau.

Bien que la canette contienne désormais moins d`air à l`intérieur, elle ne sera pas encore comprimée car la vapeur d`eau a pris la place de l`air.

En général, plus un liquide ou un gaz est chauffé, plus il se dilatera. S`il s`agit d`un récipient fermé, la pression continuera d`augmenter car l`air ne peut pas s`échapper.

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 8

3. Pourquoi la canette est compressée. Si la boîte est retournée, la situation change de deux manières. Tout d`abord, l`air ne peut plus circuler dans la canette car l`entrée est bloquée par l`eau. Deuxièmement, la vapeur d`eau dans la canette se refroidira rapidement et prendra donc moins de place, et finira par revenir à son état initial, le peu d`eau que nous avons mis dans la canette en premier. Soudain, la plupart de l`espace dans la boîte n`est plus occupé par l`air, mais est devenu le vide! L`air qui appuie sur la canette depuis l`extérieur n`est plus compensé, provoquant l`effondrement de la canette.

Un espace où il n`y a pas d`air s`appelle un vide.

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 9

4. Regardez attentivement la boîte pour voir un autre effet de l`expérience. Empêcher le vide dans la boîte a un effet supplémentaire, en plus de la compression de la boîte. Portez une attention particulière à la boîte lorsqu`elle est placée sous l`eau. Vous verrez qu`une petite quantité d`eau est aspirée dans le bidon puis s`égoutte à nouveau. C`est parce que l`eau appuie contre l`ouverture, mais juste assez fort pour remplir légèrement la boîte avant que l`aluminium ne soit comprimé.

Partie 3 sur 3: Aider les élèves à apprendre de l`expérience

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 10

1. Demander aux élèves pourquoi la canette est comprimée. Voir si les élèves ont une idée de ce qui est arrivé à la canette. Ne confirmez ou n`infirmez aucune des idées à ce stade. Ne mettez aucune idée de côté et laissez les élèves expliquer comment ils l`ont pensé.

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 11

2. Aider les élèves à proposer des variantes de l`expérience. De nouvelles expériences pour tester leurs propres idées et leur demander de prédire ce qui se passera avant de commencer. S`ils ont du mal à trouver quelque chose, voici quelques variantes possibles à suggérer :

Si un élève pense que la canette est comprimée par l`eau, pas par le vide, demandez-lui de remplir complètement une canette d`eau et de voir si elle est comprimée.

Essayez la même expérience avec un conteneur plus solide. Si le matériau est plus lourd, il mettra plus de temps à se comprimer, ce qui entraînera l`entrée de plus d`eau glacée dans le conteneur.

Essayez de laisser refroidir la boîte avant de la placer dans l`eau glacée. Cela se traduira par plus d`air dans la boîte, rendant la compression moins forte.

Image intitulée Crush a Can with Air Pressure Step 12

3. Expliquer la théorie derrière l`expérience. Utilisez les informations de la section Comment ça marche pour expliquer aux élèves pourquoi la canette est compressée. Demander si le résultat de l`expérience correspond à leur propre raisonnement.

Des astuces

Ne laissez pas tomber le bidon dans l`eau, utilisez la pince pour l`immerger.

Mises en garde

La canette et l`eau qu`elle contient seront très chaudes. Demandez aux spectateurs de se distancer dès que vous placez la canette dans l`eau froide pour éviter les blessures causées par les éclaboussures d`eau chaude.
Les enfants plus âgés (12+) peuvent réaliser cette expérience eux-mêmes, mais uniquement avec un adulte pour superviser! Il ne devrait jamais y avoir plus d`une personne sur cette expérience en même temps, à moins qu`il y ait plusieurs adultes pour aider.