FNR

Infobox

Matériel
  • papier épais, par exemple du papier cartonné (la couleur n'a pas d'importance)
  • ciseaux
  • stylo(s)
  • liquide vaisselle
  • grand récipient (par exemple, un aquarium, une cuve) avec de l'eau ou grand lavabo que l'on remplit d'eau
Durée

10 minutes (préparation comprise)

Mentions relatives à la sécurité

Cette expérience n’est pas dangereuse. Les très jeunes enfants doivent toutefois être encadrés par des adultes afin d’éviter qu’ils n’ingèrent du liquide vaisselle ou qu’ils ne se blessent avec les ciseaux.

Déroulement

Dessine un poisson sur le papier cartonné et découpe-le. Veille à ce qu’il ne soit pas trop grand (environ 4 cm).

Remplis le grand récipient ou l’évier d’eau et attends que la surface de l’eau se stabilise et ne bouge plus. Ensuite, prends le poisson et applique un peu de liquide vaisselle sur le dessus de la nageoire caudale.

Dépose délicatement le poisson en papier sur la surface de l'eau et observe comment il s'élance vers l'avant.

Si tu souhaites répéter l’expérience, tu dois vider le récipient et le remplir à nouveau d'eau fraîche.

Explication

Cette expérience s’appuie sur la tension superficielle de l'eau. Les molécules d’eau à la surface de l’eau sont étroitement liées entre elles, comme un filet à mailles serrées. Elles tirent les unes sur les autres latéralement et aussi par le bas, mais pas par le haut. Une tension superficielle se crée qui assure la stabilité de la surface de l’eau.

Si une goutte de liquide vaisselle entre en contact avec l’eau, les liaisons entre les molécules d’eau sont affaiblies à cet endroit et la tension superficielle de l’eau l’est donc également. Comme un filet qui était tendu et dans lequel un petit trou se perce soudainement, la surface de l’eau s’écarte brusquement et entraîne le poisson en papier avec elle.

Comment le liquide vaisselle agit-il ? Le liquide vaisselle contient du savon, et le savon est un tensioactif. Les tensioactifs sont de longues molécules avec une partie hydrophile (qui aime l’eau) et une partie hydrophobe (qui ‘déteste’ ou qui repousse l’eau). Si l'on ajoute du savon à l'eau, des molécules de savon s'accumulent autour des molécules d'eau. La partie hydrophile est dirigée vers la molécule d’eau et la partie hydrophobe est tournée vers l'extérieur. Ces grandes molécules de tensioactif entre les molécules d'eau affaiblissent les liaisons entre les molécules d'eau. Conséquence : la tension à la surface de l’eau diminue et n’est plus suffisante pour porter des matériaux.

Vie quotidienne

Sur la surface des étangs ou des mares, on peut parfois observer de petits insectes qui semblent marcher sur l'eau. Ce sont les araignées d’eau qui, grâce à la tension superficielle de l’eau (et à leur faible poids), peuvent se déplacer sur l'eau sans couler. Vous pouvez reproduire ce procédé avec cette expérience simple :

Autre question intéressante : T’es-tu déjà demandé comment se forme une bulle de savon et pourquoi certaines bulles éclatent plus vite que d'autres ? Il est impossible de former des bulles avec de l’eau pure, car la tension superficielle est trop élevée. Si l’on ajoute suffisamment de savon à l’eau, la tension superficielle est tellement faible que des bulles à la stabilité suffisante peuvent être formées avec l’eau savonneuse. S’il n’y a pas suffisamment de savon dans le mélange, les bulles de savon éclatent plus vite, car la tension superficielle est trop élevée.

Tu trouveras la recette des bulles de savon géantes ici :

Une autre expérience, très riche en couleurs, porte également sur la tension superficielle et le savon :

Auteur : Michèle Weber (FNR)
Vidéo : FNR
Traduction :  Nadia Taouil (t9n)

 

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