Leçon 7 : Que se passe-t-il quand on aspire un liquide ?
Conseils pour la présentation de la leçon 7
«Tous les enfants savent qu’on peut, avec une paille, aspirer un liquide.
En aspirant, on ouvre les poumons, il se forme un vide et l’eau monte.»
Matériel
un grand bac
deux supports
deux tubes de différents diamètres
des bouchons correspondants
une pompe
un tuyau avec deux embouts
de l’eau colorée
En aspirant par le haut, lequel des deux tuyaux va se remplir le plus vite ?
1- Commençons à pomper l’air contenu dans les deux tubes: le niveau d’eau s’élève «également», l’eau y monte de la même manière.
2- Continuons à pomper...
3- ... et encore.
« La pression dans le tube n’est donc plus la pression atmosphérique.
Ce qui pousse du dedans est moins fort que ce qui pousse du dehors, et l’eau monte. »
L’attention des enfants est attirée sur ce qui se passe lorsque l’on boit un liquide à l’aide d’une paille.
Boire avec une paille demande d’aspirer l’air contenu dans la paille, le vide ainsi créé dans la paille fait monter le liquide dans la bouche, le liquide est aspiré.
L’observation de cette manipulation demande de considérer :
- l’air contenu dans les tubes ; on convient qu’il s’agit du « même air » puisque les deux tubes sont reliés,
- la pression atmosphérique ; le rappel de la leçon précédente est nécessaire.
Que se passe t-il lorsque l’on aspire l’air contenu dans les tubes ?
- L’eau monte de la même manière, conserve le même niveau dans les deux tubes quelque soit le diamètre du tube.
- L’air contenu dans les tubes se répartit dans les deux tubes, il appuie moins fort que la pression atmosphérique
- La pression atmosphérique appuie plus fort sur l’eau du bac ; l’eau monte de la même manière dans les deux tubes quelque soit leur diamètre.
Parfois la curiosité de certains découvreurs de « l’exposition – atelier » nous amène à un questionnement plus complexe : et si chacun des tubes était plongé dans un bac différent. Ils sont toujours reliés l’un à l’autre mais le niveau d’eau des deux bacs est différent.
- la pression atmosphérique appuie de la même manière sur l’eau des différents bacs,
- l’air contenu, après aspiration, dans les deux tubes communique et se répartit dans le dispositif,
- le niveau de l’eau s’élève à la même hauteur dans les deux tubes ; le tube ayant au départ le niveau le plus bas, conserve le niveau le plus bas, mais celui-ci s’est élevé de la même hauteur que le tube dans lequel le niveau d’eau était initialement le plus haut et ce, quelque soit le diamètre des tubes.
Le point de vue du scientifique