Les liquides

Les liquides: niveaux, écoulement, vases communicants, siphon, pression, mélanges eau-huile, masse volumique..

Construction d'une maquette figurant le réseau de distribution d'eau

1/ Les niveaux d'eau:

Le tube relié à un entonnoir est rempli d'eau colorée en bleu. Même si l'on fait varier la hauteur des extrémités du tube, l'eau reste au même niveau des deux côtés et marque l'horizontale. Conclusion: Dans un tuyau disposé en U ouvert à ses deux extrémités, les niveaux d'eau s'égalisent à l'horizontale.

Le fil à plomb marque la verticale: on remarque qu'il forme un angle droit avec l'horizontale.

3/ Animation: les vases communicants

On installe en hauteur un récipient rempli d'eau et on y plonge un tube qui descend vers un second récipient placé au-dessous. Dès que l'on amorce le siphon en aspirant l'eau dans le tube, l'eau s'écoule du récipient élevé vers le récipient en contrebas. Plus la hauteur de chute est importante, plus l'eau s'écoule rapidement. (voir les expériences sur l'énergie d'une chute d'eau)


Si le tuyau est vide, rien ne se passe: il n'y a aucun écoulement. -	On aspire l'eau dans le tube; dès que le tube est rempli, le siphon s'amorce et l'eau s'écoule dans le récipient bas. -

Le récipient à gauche se vide peu à peu. En même temps que la différence de niveau diminue, le débit ralentit.		On inverse les rôles en surélevant cette fois le second récipient.

	On remarque ici que les niveaux s'égalisent encore..

Voir la fiche de TP en bas de cette page.

Les siphons

Si la conduite forme un S, de l'eau est retenue prisonnière et forme une sorte de bouchon liquide. C'est souvent le cas en spéléologie quand une galerie est envahie d'eau. On appelle cela un siphon. A la maison, on peut observer un siphon sous l'évier, sous le lavabo, ou... sous la cuvette des cabinets ! En retenant un peu d'eau, le siphon empèche les mauvaises odeurs de remonter des canalisations.

Siphon de grotte Siphon de WC

4. Mélanges eau - huile -alcool

Dans des tubes à essai, on réalise plusieurs mélanges pour observer ce qui se passe lorsqu'on mêle de l'eau et de l'alcool, de l'eau et de l'huile.

L'alcool à brûler se mélange facilement à l'eau. On obtient un liquide légèrement opaque. On remarque que le mélange de ces deux liquides dégage un peu de chaleur (Cela indique qu'il y a une réaction chimique).
Le tube contient un peu d'huile d'olive. Quand on y verse de l'eau, l'eau chasse l'huile et se retrouve au fond. L'eau et l'huile ne se mélangent pas. On dit qu'elles ne sont pas miscibles.	Lorsqu'on agite le tube, il se crée une émulsion, c'est à dire une sorte de mousse constituée de milliers de petites bulles d'huile dans l'eau. Au repos, l'huile remonte à la surface et se sépare totalement de l'eau


On rajoute de l'alcool à brûler dans le tube contenant déjà de l'eau et de l'huile:
	Pourquoi l'alcool et l'huile restent-ils au-dessus de l'eau ? On va peser une même quantité de ces trois liquides pour savoir lequel est le plus le plus dense (le plus "lourd").
On commence par initialiser la balance avec la seringue vide pour ne mesurer ensuite que le poids du liquide.	Résultat: dix millilitres d'eau pèsent dix grammes. (10 ml d'eau pèsent 10 g) La masse volumique de l'eau est de un gramme par millilitre. D = 1 g / ml

10 ml d'huile d'olive pèsent 9 g La masse volumique de l'huile d'olive est de 0,9 g par millilitre	10 ml d'alcool à brûler pèsent 8 g La masse volumique de l'alcool est de 0,8 g par millilitre

Aperçu de la fiche de travail sur les niveaux et les vases communicants: (à télécharger au format .pdf)

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