Questions aux experts
Matière et matériaux
Air chaud, air froid et montgolfières
J'ai mis en place un cycle de technologie, qui doit aboutir à la construction de mini montgolfières. Côté technologie, j'ai trouvé toute la documentation nécessaire. Côté science, je compte travailler sur les propriétés de l'air chaud (par rapport à l'air froid), mais je ne sais pas comment aborder le principe d'Archimède, et je ne sais pas si c'est vraiment nécessaire au niveau du cycle 3 (la notion de densité n'étant pas acquise). Pouvez-vous m'éclairer? Merci.
Wed 14/03/01 - 13:00
La fabrication de montgolfières est une bonne entrée pour que les enfants se familiarisent pratiquement avec les mouvements d'air. Ce n'est donc que dans un deuxième temps, après les réalisations des montgolfières et surtout les essais, que des questions sur le phénomène mis en jeu pourront être traitées en somme : "Pourquoi faut-il chauffer l'air pour faire monter la montgolfière ?"
L'explication en termes de "poussée d'Archimède" n'est pas à envisager à cet âge. On peut se fixer ce double cap de découverte :
Montrer que l'air chaud monte dans l'air plus froid et vice versa
montrer que "l'air chaud est moins lourd que l'air froid"
Pour le premier point, la difficulté est de matérialiser l'air. Je vous renvoie aux expériences que j'ai proposées sur ce site pour expliquer ce qu'est le vent.
"L'air chaud est moins lourd que l'air froid." Les puristes diraient "moins dense", mais comme ce concept de densité est difficile à construire, on ne peut ici viser qu'une sensibilisation.
Une expérience qui marche très bien : vous prenez une casserole, assez grande, munie d'un couvercle. Vous avez alors une casserolée d'air à température ambiante. Vous déposez cette casserolée d'air sur un plateau de balance Roberval et sur l'autre plateau vous tarez pour faire que la balance soit en équilibre. Vous chauffez alors l'air de la casserole (assez fortement, sur une plaque chauffante par exemple) en enlevant bien sûr le couvercle. Quand vous jugez qu'il est suffisamment chaud, vous remettez le couvercle et redéposez la casserolée d'air chaud sur le plateau de la balance. Vous constatez alors un déséquilibre. Vous pouvez aussi consulter la réponse que j'avais faite en avril 2000 (des expériences pour comprendre le vent) dans la rubrique matière du fichier consultant formateurs.