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Essayer, reconnaître, comprendre

Du mouvement au courant: Un mixer de laboratoire ... explore

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... explore: Essayer, reconnaître, comprendre

Tu peux maintenant faire des expériences passionnantes avec l'eau. Assure-toi d'avoir une situation de travail adéquate. Assure-toi qu'il n'y a rien à proximité qui pourrait être endommagé par l'eau. Il ne doit y avoir aucun problème si tu vides accidentellement le bocal.

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Tourbillon 
Tu connais peut-être le truc : 
Tu fais le pari que tu arrives à vider une bouteille d'eau le plus rapidement possible. Tourne le haut de la bouteille plusieurs fois avec force et voilà : un tourbillon se crée et la bouteille se vide beaucoup plus vite que si tu la retournais. 

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  • Coupe 1 cm de large d'une bande de papier de 2 cm de large (rouge, bleu, jaune ou vert). 
  • Colle ce morceau de papier sur un morceau de ruban adhésif de 4 cm de long. 
  • Le bord supérieur de la feuille de papier doit rester libre. 
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  • Colle le morceau de papier sur le verre. 
  • Le bord supérieur de la feuille de papier se trouve exactement sur la ligne du niveau de l'eau. 
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  • Produis un grand tourbillon. 
  • Si tu regardes maintenant de près, tu verras que le niveau de l'eau monte légèrement (environ 1 mm) sur le bord. 
  • Au milieu, l'eau s'enfonce dans un vortex (= tourbillon). 

Conclusions possibles : 
L'aimant dans le verre tourne et transmet son énergie de rotation aux particules d'eau voisines. Celles-ci tournent également en rond et sont pressées vers l'extérieur contre la paroi de verre. Au niveau de la paroi vitrée, elles ne peuvent s'échapper que par le haut. Le niveau de l'eau monte au bord du verre. Au milieu de la vitre, l'air se presse dans l'espace qui a été libéré.

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Nageur dans un tourbillon 

Que faire quand on se retrouve dans un tourbillon d'eau ? 

Si tu observes attentivement ce qui arrive à la perle rouge, tu peux obtenir des indices importants . 

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  • Ouvre le bocal de conservation. 
  • Mets la perle rouge dans l'eau. Tu verras qu'elle flotte. 
  • Qu'arrive-t-il à la perle rouge lorsqu'elle entre dans le tourbillon ? 
  • Sans le couvercle, peux-tu maintenant observer le tourbillon (vortex) d'en haut ? Que constates-tu ? 

Conclusions possibles : 
La perle est tirée jusqu'en bas dans le vortex, puis poussée sur le côté pour remonter. Lorsqu'une personne se trouve dans un tourbillon d'eau, il vaut mieux ne pas résister. Comme la perle, il faut se laisser tirer vers le bas, car on peut alors s'échapper sur le côté au fond du vortex pour revenir à la surface de l'eau. Dans la section "...et plus", tu peux en apprendre davantage à ce sujet. Comme la vitre est maintenant ouverte, tu peux aussi regarder le vortex d'en haut et remarquer qu'il y a des sons captivants lorsque le vortex tourne.

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Nager et couler 
Comment font les plongeurs pour flotter dans l'eau et ne pas couler ou faire surface ? Ils ont une ceinture de poids qui les tire vers le bas et en même temps un gilet de sauvetage qu'ils peuvent gonfler. Il faut ensuite s'entraîner à amener de la flottabilité (air) dans une relation optimale avec la force descendante de la ceinture de poids, puis la flottaison sous l'eau apparemment sans poids, commence... 
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  • Coupe un morceau de tuyau en silicone de 1,5 cm de long. 
  • Coupe-le en deux dans le sens de la longueur. Deux parties égales sont créées. 
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  • Mets un morceau de silicone dans la perle rouge. Tu devras peut-être couper un peu le bout. Tu as construit un "plongeur". 

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  • Mets ton plongeur et la moitié de la pièce en silicone dans l'eau. 
  • Qu'observes-tu ? 
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  • Crée un vortex et observe les deux parties. Que peux-tu apercevoir ? ?

Conclusions possibles : 
La pièce en silicone coule. Elle est plus lourde que l'eau. La perle flotte seule. Avec le tuyau en silicone, elle coule. Lorsque l'eau est tourbillonnante, ces parties sont également poussées sur le côté et un peu vers le haut. Parfois, des bulles d'air se collent aux parties qui les portent vers le haut. C'est comme pour le plongeur, où l'air du gilet de sauvetage assure la flottabilité.

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Flotter dans l'eau salée 

Il est plus facile de se baigner dans l'eau salée...

Avec le sel, tu peux changer l'eau pour que ton plongeur nage à peine. 

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Pour cette expérience, il est important que le plongeur n'emporte pas de bulles d'air avec lui. 

  • Tape, à l'aide d'une baguette, sur ton plongeur pour que les bulles s'échappent. 
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  • Prends une cuillère à café de sel. 
  • Avec la baguette, fais-le glisser sur le bord de la cuillère et repousse l'excédent de sel. Maintenant, tu as une cuillère "peinte" de sel. 
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  • Verse la cuillère rase de sel dans l'eau. 
  • Regarde ce qui arrive au sel. 
  • Fais tourbillonner l'eau et continue à regarder. 
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Répète la procédure jusqu'à la remontée de ton plongeur:  

  • Verse une cuillère rase de sel dans l'eau.
  • Fais tourbillonner l'eau jusqu'à ce que le sel soit complètement dissous. 
  • Observe si le plongeur se relève. 
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  • Déplace le plongeur flottant avec quelques tours d'aimant. 
  • Tu peux faire des tours passionnants avec lui. 

Conclusions possibles : 
Avec l'eau du robinet, le plongeur coule au fond, parce qu'il est plus lourd que l'eau et peut évincer l'eau. Si beaucoup de sel est dissous dans l'eau, la densité de l'eau augmente, ce qui signifie que l'eau salée est plus lourde. Maintenant, le plongeur est plus léger que l'eau et est poussé vers le haut. Tu peux également observer cette flottabilité quand tu dérives dans l'eau de mer. En eau salée, il est beaucoup plus facile de rester à la surface qu'en eau douce.

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Conductivité électrique de l'eau 

Pose le verre avec l'eau salée sur la table. 

  • Prends un deuxième verre avec avec de l'eau fraîche du robinet. 
  • Qu'en penses-tu : L'eau salée et l'eau du robinet, sont-elles porteuses d'électricité ?  
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  • Insère les deux pointes des aiguilles dans le verre. Vérifie si le courant passe et si le moteur tourne lorsque tu tournes la roue motrice de ton générateur à manivelle. 
  • Attention :  les pointes des aiguilles ne doivent pas se toucher dans l'eau. 

Conclusions possibles : 
Dans l'eau salée, la conductivité est très bonne. Les pointes des aiguilles de la station de conversion d'énergie ne permettent pas de déterminer la conductivité électrique de l'eau du robinet. 
Attention : ceci ne s'applique qu'au faible courant fourni par la centrale à manivelle. Regarde l'image suivante ! 

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Conductivité électrique de l'eau 
Tu le sais : 
tu ne dois jamais jouer avec des machines électriques sur et dans l'eau ! C'est dangereux.

 

 
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Séparation du mélange 

Avant de pouvoir vider le contenu de ton bocal, tu dois à nouveau séparer ses composantes.  

Tu peux le faire de la même manière que quand on mouille un café filtre : le filtre retient les solides (ici le café moulu) et le liquide passe à travers le papier filtre. 

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 Filtrer 

  • Construis un filtre en plaçant un morceau de papier ménager sur un verre et en le fixant avec un élastique. 
  • Les solides restent dans le papier. 
  • Répète le processus avec du nouveau papier si l'eau n'est pas encore assez claire. 
  • Tu peux maintenant remettre l'eau à l'égout. 
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Peux-tu également retirer le sel de l'eau ? 

Dans les Andes boliviennes, comme dans de nombreux endroits du monde, le sel est extrait de l'eau de mer. 

  • Tu peux essayer par toi-même, comment c'est fait. 
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Laisser évaporer 

  • Mets quelques gouttes d'eau salée dans un récipient peu profond et laisse-les reposer toute la nuit. 
  • A quoi t'attends-tu ? 
  • Que peux-tu voir le lendemain ? 

Conclusions possibles : 
Bien que nous ne voyions plus le sel dans l'eau, il était visble sous forme de poudre blanche l'autre jour. L'eau s'est évaporée et ce qui reste est le sel. Il a formé de petits cristaux.


 

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