Empiler des liquides

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Concepts clésPhysiqueChimieDensitéLiquides

Introduction Vous savez probablement que lorsque des objets solides sont placés dans un liquide, ils peuvent couler ou flotter. Mais saviez-vous que les liquides peuvent aussi couler ou flotter ? En effet, il est possible d'empiler différentes couches de liquides les unes sur les autres. La clé est que toutes les différentes couches doivent avoir des densités différentes. Vous pouvez les empiler en choisissant plusieurs liquides avec une gamme de densités ou en faisant varier la densité d'un liquide en y ajoutant des produits chimiques tels que du sucre ou du sel. Si vous choisissez des liquides colorés ou ajoutez du colorant alimentaire à chaque couche, vous pouvez même créer tout un arc-en-ciel de couleurs dans un seul verre ! Vous voulez voir par vous-même ? Dans cette activité scientifique, vous empilerez plusieurs liquides, un par un, et créerez une colonne de densité colorée !

Arrière-plan Le fait qu'un objet coule ou flotte dépend de sa densité par rapport à la densité du liquide dans lequel il tombe. Tous les types de matière, solides comme liquides, sont constitués de nombreux atomes différents. En fonction de la masse de ces atomes, de leur taille et de leur disposition, différentes substances auront des densités différentes. La densité est caractéristique de chaque composé individuel et définie comme la masse d'un composé divisée par son volume. En d'autres termes, plus il y a de matière dans un certain volume, plus une substance est dense. Un centimètre cube de roche, par exemple, est beaucoup plus lourd qu'un centimètre cube de bois. C'est parce qu'il y a beaucoup plus de matière dans le même volume de roche par rapport au bois.

Les liquides peuvent également avoir des densités différentes. L'eau douce, par exemple, a une densité d'environ un gramme par centimètre cube à température ambiante. Tout composé - liquide ou solide - qui a une densité plus élevée que l'eau coulera tandis que les substances avec une densité inférieure à celle-ci flotteront. Vous pouvez tester cela par vous-même en rassemblant plusieurs liquides que vous avez dans votre cuisine, tels que de l'huile végétale, du sirop de maïs, du savon à vaisselle, de l'eau, de l'alcool à friction et plus encore. Selon vous, lequel d'entre eux coulera ou flottera dans l'eau ? Découvrez-le dans cette activité !

Matériaux

Préparation

Procédure

Observations et résultats Avez-vous réussi à empiler les trois liquides les uns sur les autres pour créer une colonne de densité colorée ? Peu importe l'ordre dans lequel vous ajoutez les trois liquides différents dans votre bocal ; les couches finiront toujours par être les mêmes : le sirop de maïs se dépose au fond, l'eau colorée est au milieu et l'huile végétale flotte au-dessus. En effet, le sirop de maïs a la densité la plus élevée de tous les liquides, environ 1,4 gramme par centimètre cube alors que la densité de l'eau est d'environ un gramme par centimètre cube à température ambiante. L'huile végétale est plus légère que l'eau avec une densité d'environ 0,9 gramme par centimètre cube et flotte donc à la surface de l'eau. Même si vous retournez le bocal, les couches se réorganisent dans l'ordre d'origine en raison de leurs densités différentes. Si vous avez fait l'activité supplémentaire et pesé le même volume de chaque liquide, vous auriez dû constater que le sirop de maïs était le plus lourd, suivi de l'eau, puis de l'huile végétale.

Les objets que vous avez déposés dans le bocal 2 se sont installés dans la colonne de densité en fonction de leurs propres densités. L'élastique s'est probablement déposé sur le sirop de maïs tandis que le sou est tombé jusqu'au fond du pot. La cire doit avoir reposé sur la couche d'eau et le bâton de popsicle doit avoir flotté sur toute la surface de l'huile végétale. Enfin, si vous avez secoué le pot très fort, vous avez peut-être observé que l'huile végétale se séparait toujours et flottait sur le dessus, mais le sirop de maïs et la couche d'eau ont commencé à se mélanger et ne se séparaient plus très facilement. Ceci est dû à la miscibilité des différents liquides. Si les liquides ont une structure chimique très différente qui rend l'un polaire et l'autre non polaire, ils ne se mélangeront pas et resteront toujours séparés. Cela est vrai pour le pétrole, qui est un liquide non polaire, et l'eau, qui est un liquide polaire. Le sirop de maïs, en revanche, a la capacité de se mélanger à l'eau et peut donc s'y dissoudre. C'est ce qui se passe lorsque vous secouez le pot très fort.

Vous pouvez essayer beaucoup plus d'objets et de liquides pour créer encore plus de couches ; c'est juste une question de densité qui déterminera où ils s'installent dans votre colonne de densité !

Nettoyer Vous pouvez verser tous les liquides des bocaux dans le drain. Nettoyez tout déversement.

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Cette activité vous est proposée en partenariat avec Science Buddies

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