C’est une expérience parfaite qui enseigne aux enfants la densité de l’eau.
Matériels
- colorants alimentaires (les couleurs de l’arc-en-ciel sont le rouge, l’orange, le jaune, le vert, le bleu, violet)
- eau
- une paille transparente
- sucre
Outils
- 6 tasses (d’au moins 4 pouces de haut)
- cuillère à soupe
- surveillance d’un adulte
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Instructions
- Remplir chacune des six tasses avec la même quantité d’eau.
- Ajouter des colorants alimentaires dans les tasses, une couleur dans chaque tasse.
- Aligner les tasses de gauche à droite.
- Dans la première tasse, ne pas ajouter de sucre. Dans la deuxième tasse, ajoutez une cuillère à soupe de sucre. Dans la troisième tasse, ajoutez deux cuillères à soupe de sucre. Dans la quatrième tasse, ajoutez trois cuillères à soupe de sucre, et ainsi de suite.
- Mélangez jusqu’à ce que tout le sucre soit dissous.
- Pour faire un arc-en-ciel de sucre, prenez la paille et placez l’extrémité dans la première tasse, celle qui ne contient pas de sucre. N’y insérez qu’un demi-pouce environ. Bouchez l’autre extrémité de la paille avec votre pouce avant de la soulever hors de l’eau pour éviter que l’eau ne tombe de la paille.
- Prenez maintenant la paille dans la deuxième tasse (1 cuillère à soupe de sucre). Cette fois, insérez-la plus profondément de façon à ce que l’extrémité soit un pouce sous le niveau de l’eau.
- D’un geste rapide, relâchez le pouce et recommencez. Maintenant, vous devriez avoir deux couches de couleur.
- Continuez à tremper la paille dans chaque solution, de celle qui contient le moins de sucre à celle qui contient cinq cuillères à soupe de sucre. Chaque fois, la paille est insérée un demi-pouce plus profondément.
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Pailles jetables transparentes
Pourquoi
La densité est la quantité de substance (masse) dans le volume occupé par l’objet.
Si deux tasses ont la même quantité d’eau (c’est-à-dire le même volume), celle qui contient plus de sucre est plus dense que celle qui en contient moins.
La flottabilité est déterminée par la densité relative.
La solution de moindre densité flotte au-dessus de la solution de plus forte densité.
C’est pourquoi la couleur ne se mélange pas.
L’eau sucrée a une densité plus élevée que l’eau ordinaire.
La solution avec plus de sucre a une densité plus élevée que celle avec moins de sucre.
Si vous avez inséré la paille dans les solutions du moins de sucre au plus de sucre, alors la couleur ne se mélange pas et vous avez un arc-en-ciel d’eau sucrée.
Un autre principe illustré dans cette expérience est la pression de l’air.
Dans cette expérience, une paille est utilisée pour créer la tour de l’arc-en-ciel.
Alternativement, vous pouvez utiliser un compte-gouttes pour superposer soigneusement la solution colorée dans un tube à essai étroit.
Pourquoi est-il possible de garder la solution colorée dans la paille lorsqu’elle est soulevée de l’eau ?
Lorsque la paille est soulevée hors de la solution, la tour arc-en-ciel ne tombe pas car la tension superficielle de l’eau fait en sorte que l’eau colorée et votre pouce créent ensemble une chambre à air étanche à l’intérieur de la paille.
La gravité tirant l’eau vers le bas rend le volume d’air légèrement plus grand.
Lorsque la quantité d’air est constante, un plus grand volume entraîne une pression d’air plus faible.
La pression d’air à l’extérieur de la paille est donc plus élevée que celle à l’intérieur, poussant l’eau vers l’intérieur et annulant la force gravitationnelle.