Questions aux experts
Matière et matériaux
L'air chaud prend-il plus ou moins de place que l'air froid ?
Avec ma classe de CM1, nous faisons des expériences pour mettre en évidence les caractéristiques de l'air. La dernière en date a consisté à chauffer l'air contenu dans une bouteille en plastique avec de l'eau chaude, puis ,après avoir vidé l'eau et refermé la bouteille, d'observer la contraction de la bouteille; nous avons conclu que l'air chaud prend moins de place que l'air froid. autrement dit l'air froid exerce une pression plus forte que l'air chaud (?)
quelle autre expérience pourrait confirmer notre conclusion ?
merci d'avance
Tue 20/01/04 - 13:00
Je reprends votre protocole expérimental :
-au départ la bouteille est pleine d'air
-vous versez de l'eau chaude, ce qui chauffe l'air contenu dans la bouteille
-l'air chauffé se dilate,c'est-à dire va avoir tendance à occuper plus de place et si la bouteille était fermée, la pression de l'air à l'intérieur augmenterait(l'air pousserait plus sur les parois de la bouteille)
-comme la bouteille est ouverte, un peu d'air (chaud) en sort et la pression à l'intérieur de la bouteille est égale à celle de l'air extérieur
-vous enlevez l'eau chaude et fermez la bouteille
-l'air dans la bouteille va se refroidir progressivement et se contracter, occuper moins de place, moins appuyer sur les parois de la bouteille, c'est-à-dire que sa pression DIMINUE
-la pression de l'air à l'intérieur de la bouteille est maintenant INFERIEURE à la pression à l'extérieur
-comme la bouteille est en plastique, elle va se déformer, s'écraser un peu (c'est l'air extérieur qui agit), ce qui comprime un peu l'air à l'intérieur de la bouteille, jusqu'au moment où la pression à l'intérieur est égale à la pression à l'extérieur.
Vous voyez bien que votre conclusion n'est pas exacte car vous ne tenez pas compte du fait que l'air, à l'intérieur de la bouteille, ne reste pas chaud très longtemps. En réalité, de l'air qui est chauffé se dilate, donc occupe plus de place, et si cela n'est pas possible parce que le récipient est fermé, il va appuyer plus fortement sur les parois du récipient, donc exercer une pression plus grande que celle de l'air extérieur!
Pour vous en convaincre, mettez dans un réfrigérateur pendant un quart d'heure une bouteille en plastique (Arvie par exemple) vide et débouchée. Sortez-là, bouchez-la immédiatement et laissez-la à la température de la pièce. Vous allez constater qu'elle à tendance à se "gonfler". Si vous la prenez en main, vous aurez une impression de dureté. L'air à l'intérieur de la bouteille se réchauffe donc sa pression augmente.