De l'eau tordue / Water Twist
Club de science
Cette semaine, les membres du Club de science se sont amusés avec de l'eau et avec de l'air. Plus spécifiquement, nous avons examiné la pression atmosphérique et la tension superficielle.
Imaginez que vous tenez un morceau de papier mesurant un pouce carré dans votre main. Est-ce qu'il est lourd? Non? Alors, saviez-vous que le corps humain supporte une pression qui correspond à 1 kilogramme par centimètre carré. Un humain peut donc supporter 1 tonne d'air.
Pourquoi est-ce que nous ne détectons pas cette pression? Nos corps sont simplement faits pour cet environnement. En fait, un changement de la pression atmosphérique nous rendrait assez inconfortable.
Est-ce que vos oreilles ont déjà éclaté en montant dans un ascenseur ou à bord d'un avion? C'est à cause d'un changement de pression atmosphérique.
Aujourd'hui, nous avons appris à faire un truc de science (pas de magie) avec la pression atmosphérique. Nous avons mis un couvercle en plastique sur une tasse d'eau. Puis, nous avons doucement inversé le tout.
Ensuite, tenant la tasse avec une main, nous avons enlevé l'autre main, relâchant le couvercle. Super! Le couvercle se collait à la tasse! L'eau ne tombait pas!
Pourquoi? Quand nous avons tourné la tasse et le couvercle, une petite quantité d'air a échappé à la tasse, baissant la pression atmosphérique là-dedans. En comparaison, la pression atmosphérique à l'extérieur de la tasse était donc plus forte que celle dans la tasse. Elle était suffisamment forte pour appuyer sur le couvercle, le tenant contre la tasse. Fantastique!
Puis, nous avons observé une bouteille d'eau apparemment normale. Mais, à notre surprise, quand nous avons enlevé le bouchon, de l'eau a commencé à gicler vers le fond de la bouteille. De plus, quand nous avons fermé la bouteille, l'eau a cessé de couler.
Est-ce que les trous ont disparus? Non, ils étaient toujours là. Alors, pourquoi est-ce que l'eau ne coulaient pas? La réponse trait à la tension superficielle, ou la cohésion. Les molécules d'eau sont polaires. Ça veut dire que les molécules d'eau agissent comme des aimant. Elles se collent facilement.
Dans ce cas, les trous sont tellement petits et l'attirance entre les molécules est tellement forte que l'eau ne pouvait pas sortir de la bouteille. C'était comme l'eau près des trous a formé une sorte de peau, et l'eau ne pouvait pas passer par les trous.
Alors, pourquoi est-ce que l'eau a recommencé à couler quand nous avons enlevé le bouchon? Sans le bouchon, l'air pouvait rentrer dans la bouteille et presser sur la surface de l'eau, brisant la tension superficielle et expulsant l'eau par les trous.
Enfin, nous avons fait une dernière démonstration de la tension superficielle. Nous avons ouvert notre bouteille trouée pour laisser couler l'eau. Tel que prévu, il y avait cinq petits jets d'eau. Mais, quand nous avons frotté les trous avec un doigt, le nombre de jets a changé. Maintenant, il y en avait quatre, trois, ou deux et, des fois, un. Les jets semblaient torsadés.
Si l'eau ou l'air vous intéressent, venez à Polaris et lisez ces livres.
La semaine prochaine, le jeudi 13 avril, je serai absente. Alors, la semaine suivant, le jeudi 20 avril à 16 h 00 à Polaris, nous allons lancer des balles de ping-pong.
Julie Walker
Animatrice du Club de science
Bibliothèque des jeunes de Montréal
Science Club
This week, the members of the Science Club played around with air and water. Specifically, we looked at the notions of atmospheric pressure and surface tension.
Imagine a piece of paper measuring one square centimetre sitting in the palm of your hand. Is it heavy? No? Well, did you know that on every square centimetre of our bodies there are 1 kilogram of atmospheric pressure pushing down? That means the human body can support 1 ton of air.
Why don't we feel this pressure? Our bodies are simply made for such an environment. In fact, we would be quite uncomfortable if the air pressure were to change.
Have your ears ever popped when going up in an elevator or riding in an airplane? The popping is caused by a change in air pressure and can sometimes be uncomfortable.
Today, we learned how to do a science (not magic) trick using air pressure. We placed a plastic lid on top of a cup of water. Very carefully, we turned the whole thing over, holding everything in place.
Then, with one hand holding the bottom of the cup, we released the lid. Wow! The lid stuck to the cup, and the water didn't fall out!
Why? When we inverted the cup and lid, a small amount of air escaped from the cup. This lowered the air pressure inside the cup. In comparison, the air pressure outside the cup was therefore stronger. In fact, it was strong enough push the lid up against the cup. Amazing!
Next, we looked at a seemingly normal bottle of water. However, to our surprise, when we removed the lid, water began to squirt out of holes near the bottom. What's more, when we replaced the lid, the water stopped flowing.
Did the holes disappear? No, they were still there. So, why didn't the water leak out? The answer has to do with surface tension, or cohesion. Water molecules are polar. That means that they act a bit like tiny magnets that like to stick to each other.
In this case, the holes in the bottle are so tiny, and the attraction between the water molecules is so strong that the water stays in the bottle. It was as if the water near the holes had formed a sort of skin and could not pass through the holes.
So, then, why does removing the lid make the water flow out? When the lid was removed, air could then enter the bottle and press on the surface of the water with enough force to break the surface tension.
Lastly, to demonstrate once more the concept of surface tension, we opened our holey bottle to let the water leak out of the five holes. As expected, we saw five small streams of water. But, if we rubbed a finger over the holes, we noticed that the number of streams changed. Now, there were four or three, sometimes two, or even one. The streams appeared to twist together.
Once again, we were seeing surface tension, or cohesion, at work. The tiny water molecules were sticking together.
If air or water interest you, come to Polaris and read books like these.
Next week, on Thursday, April 13, I will be absent. But, the following week, on Thursday, April 20, at 4:00 at Polaris, we will be launching some ping-pong balls.
Julie Walker
Science Club Animator
Montreal Children's Library
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