Aujourd’hui nous travaillons la transformation réciproque de l’eau liquide en eau gazeuse avec les CP de Tifenn. On se rappelle que nous avons étudié le passage de l’eau liquide à l’eau solide lors des deux dernières séances. Les enfants ont bien retenu les conclusions obtenues. Pour le passage à l’état de vapeur, c’est un peu plus compliqué car on ne la voit pas directement. Tifenn a laissé vendredi deux pots contenant un peu d’eau, l’un étant ouvert et l’autre fermé. Les élèves ont constaté que dans le pot ouvert, la quantité d’eau est légèrement inférieure à celle du pot fermé. Des hypothèses ont été émises (voir photos). Nous allons les valider ou non. L’eau s’est donc évaporée pendant le week-end, mais où est-elle allée ? Afin de préciser les choses, nous allons accélérer le phénomène d’évaporation en chauffant l’eau jusqu’à l’ébullition et constater avec les élèves que des petites bulles puis de grosses bulles se forment dans les 150 mL d’eau liquide déposé dans un petit plat en Pyrex. En positionnant un petit miroir au-dessus du plat, les élèves constatent la formation de petites gouttes d’eau. L’eau bout à 100 degrés celsius et reste à cette température même si on continue à chauffer. Après quelques minutes, le plat est retiré de la source de chaleur et on mesure l’eau restant qui vaut 20 mL. Les enfants constatent que le processus d’évaporation est beaucoup plus rapide que pour les deux pots laissés le week-end. La chaleur accélère donc le phénomène.
Afin de leur montrer que l’évaporation de l’eau prend de l’énergie pour se réaliser, nous leur posons la question s’ils ont chaud ou froid quand ils sortent de la douche. Pour vérifier leurs hypothèses, par groupe, nous leur donnons un vaporisateur et un thermomètre numérique. Ils constatent qualitativement que la vaporisation de l’eau sur leur main produit une sensation de fraîcheur ; un peu d’eau vaporisée sur la sonde du thermomètre leur montre que la température baisse de 1 degré environ…
Pour montrer que le phénomène d’évaporation dépend de la pression, nous réalisons deux petites expériences : création d’un nuage par détente adiabatique dans une bouteille à l’aide d’une pompe à vélo et ébullition de l’eau à une température plus basse que 100 degrés en diminuant la pression dans une fiole contenant de l’eau chaude.
Nous allons terminer la séance par la « fabrication » de pluie à l’aide d’une bouteille contenant de la glace et maintenue horizontalement au-dessus d’une assiette contenant de l’eau tiède. L’eau s’évapore de l’assiette et se condense ensuite sur la bouteille formant des gouttelettes qui grossissent et qui finissent par tomber dès qu’elles ont atteint un diamètre d’un peu moins que 1 cm. Nous en tirons les conclusions.
Source : https://sites.google.com/view/stem-en-bretagne/blog-des-sciences