Contenu

• Pression de l'air
• Expansion et contraction de l'air
• Mélanger l'eau chaude et froide
• Fronts froids et chauds

Les projets scientifiques sur la façon dont l'eau chaude ou froide affecte un ballon permettent aux élèves d'explorer les concepts de densité de matière, de pression atmosphérique et de tension superficielle. Lorsqu'un ballon est exposé à la chaleur ou au froid, le gaz à l'intérieur se dilate ou se contracte. Le changement de taille du ballon est une explication visuelle du changement de pression atmosphérique. L'ajout d'eau chaude ou froide à une expérience permet également aux élèves d'explorer les propriétés des liquides.

Pression de l'air

Étudiez la pression de l'air dans une expérience simple avec un ballon, une bouteille et un récipient d'eau chaude. Gonflez le ballon, mais ne le nouez pas. Étirez-le sur la bouche d'une bouteille vide. Placez la bouteille dans le récipient contenant l'eau chaude. Quittez cette expérience pendant quelques instants puis revenez observer la taille du ballon. Notez que le gaz chaud à l'intérieur de la bouteille s'est déplacé dans le ballon, le rendant plus chaud. Observez comment les molécules de gaz chauffées se repoussent, forçant le ballon à se dilater.

Expansion et contraction de l'air

Mesurez les changements de taille d'un ballon lorsqu'il est exposé à des environnements froids ou chauds. Rejoignez trois ballons identiques, un thermomètre et un ruban à mesurer. Gonflez les ballons. Mesurez la température ambiante et la circonférence des ballons. Considérez que l'eau peut devenir solide ou gazeuse selon la température. Utilisez une douche dans une petite salle de bain et placez les trois ballons dans l'air chaud. Attendez environ 10 minutes jusqu'à ce que vous remarquiez que les ballons se sont dilatés. Mesurez vos circonférences. Remettez les ballons à température ambiante, ce qui devrait prendre environ 20 min. Mesurez la température dans une glacière. Placez les ballons dans l'air froid. Attendez 10 min, retirez les ballons et mesurez leur circonférence. Considérez comment l'air chaud prend plus d'espace que l'air froid, en comptant les changements de taille du ballon lorsqu'il est placé dans des environnements à températures variables.

Mélanger l'eau chaude et froide

Examinez ce qui arrive à un ballon lorsque l'eau chaude et froide sont mélangées. Joignez deux bocaux minces et une carte en plastique qui peut être placée entre eux, empêchant leur contenu de se mélanger. Mettez de l'eau chaude dans l'un des bocaux et de l'eau froide dans un autre. Placez la carte sur celle contenant de l'eau chaude et retournez-la sur celle contenant de l'eau froide, puis retirez la carte. Fixez un ballon à l'embouchure du pot d'eau froide. Mesurez votre circonférence lorsque vous atteignez le diamètre maximum. Répétez l'expérience, cependant, inversez le pichet d'eau froide sur le pichet d'eau chaude. Notez la différence de taille des deux ballons, malgré l'utilisation des mêmes quantités d'eau chaude et froide. Expliquez comment un changement dans le processus fait varier la température à la surface de l'eau, ce qui affecte la taille du ballon.

Fronts froids et chauds

Utilisez des ballons d'eau chaude et froide pour explorer les événements météorologiques, par exemple lorsqu'un front chaud rencontre un front froid. Ajoutez deux pots et du colorant alimentaire. Mettez de l'eau chaude dans un bocal et de l'eau froide dans l'autre. Utilisez du colorant alimentaire pour identifier les pots, puis mélangez leur contenu dans un bol. Observez et notez comment le même liquide se mélange à différentes températures. Prenez deux ballons. Remplissez l'un d'eau froide et l'autre d'eau chaude. Remplissez une baignoire d'eau chaude et placez-y les deux ballons. Observez comment ils bougent. Sachez qu'ils se repoussent comme l'huile et l'eau. Considérez que le ballon d'eau froide coule en raison de sa densité plus élevée.