Comment créer un nuage dans une bouteille ?
Oui il existe une expérience qui permet de faire apparaître un nuage dans une bouteille, c'est fou. Mais au delà de son aspect "spectaculaire" cette expérience vise à comprendre les principes de la condensation d'un gaz par dépressurisation. Pour la réaliser on utilise de l'isopropanol, un alcool très volatil utilisé comme dissolvant et décapant dans l'industrie mais qui a de multiples applications, notamment pour des expériences de physique chimie. Si vous n'avez pas d'isopropanol cette expérience devrait fonctionner avec d'autres solvants comme le white spirit, l'essence térébenthine, l'alcool à brûler, l'acétone, etc. .
Avertissement : l’isopropanol (comme la plupart des solvants) est inflammable et irritant, pour plus de sécurité il est préférable de mettre des gants, d'aérer la pièce et de s'éloigner de toute flamme et sources de forte chaleur.
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MATERIEL
- Une pompe à vélo
- Bouteille en plastique de 5 L
- Isopropanol
Créer un raccord pompe à vélo - bouteille
Si vous n'avez pas d'embout spécial pour raccorder la pompe à vélo à la bouteille de manière étanche :
1/ percer un trou dans le bouchon de la bouteille
2/ insérer le tuyaux de la pompe à vélo dans le trou
3/ créer un joint avec du mastique d'étanchéité ou de la colle chaude
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EXPÉRIENCE
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Etape 1
Verser quelques millilitres l'isopropanol dans la bouteille. |
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Etape 2
Imprégner les parois de la bouteille avec l'isopropanol. |
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Etape 3
Fermer la bouteille et actionner la pompe à vélo. La bouteille gonfle légèrement. |
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Etape 4
Une fois la bouteille bien gonflée dévisser rapidement le bouchon. Un nuage d'isopropanol se forme. |
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Etape 5
Si on repompe le nuage se dissipe. |
Que s'est-il passé ?
Etape 2
En remuant la bouteille on favorise l'évaporation de l'isopropanol, il se mélange à l'air dans la bouteille.
Etape 3
En pompant la pression des gaz augmente dans la bouteille ce qui fait monter la température.
Etape 4
En ouvrant la bouteille la pression chute brusquement ce qui fait baisser la température. Conséquence : l'isopropanol se condense sur place formant un nuage ; il passe à l'état liquide.
La pression baisse pour se rééquilibrer avec la pression extérieure autour de la bouteille. Une partie des gaz s'échappent au moment de la dépressurisation.
Etape 5
Quand on repompe la pression augmente de nouveau, le nuage se dissipe, l'isopropanol passe de nouveau à l'état gazeux.
Conclusion :
Dans cette expérience on a fait varier brutalement la pression du gaz pour provoquer sa condensation.
La pression et la température sont liées :
- si on augmente la pression la température augmente.
- si on diminue la pression la température diminue.
Autrement dit, si on refroidit suffisamment un gaz de manière rapide il se condense.
