Comment l’air réagit-il à la température ?

Les lois du gaz sont faciles à démontrer avec des articles ménagers de tous les jours. Ces principes scientifiques connexes décrivent comment le volume, la pression et la température d’un gaz changent dans diverses conditions, et représentent une pierre angulaire de la chimie et de la physique. Une expérience sur la loi des gaz montre ce qui arrive à une propriété, comme le volume, lorsque vous en modifiez une autre, comme la température. Les expériences décrites ici sont sûres et peu coûteuses et n’utilisent aucun produit chimique nocif, mais seulement de l’air et de la vapeur d’eau. Les mêmes principes fonctionnent pour tout gaz ordinaire.

Comment broyer une canette par l’air ?

L’expérience du broyage de canettes démontre la loi de Charles, le principe de base selon lequel les gaz se dilatent lorsqu’ils sont chauffés et se contractent lorsqu’ils sont refroidis. Pour cette expérience, il est nécessaire d’avoir une petite canette de soda, et de la remplir avec environ 2 centilitres d’eau. Faites bouillir la canette dans une casserole d’eau pendant environ une minute. La vapeur va s’échapper de l’ouverture de la canette de soda. 

À l’aide de pinces, saisissez la boîte et placez-la à l’envers dans un bol d’eau froide, la boîte s’écrasera immédiatement. La vapeur d’eau sort immédiatement de la boîte, et l’eau froide condense la vapeur, la laissant à très basse pression à l’intérieur. Cela se produit si rapidement que la pression d’air normale écrase l’extérieur de la boîte.

Peut-on gonfler un ballon dans une bouteille ?

Cette expérience démontre la puissance de l’air comprimé. Elle consiste à vider une bouteille de soda et à y insérer un ballon en essayant de gonfler ce dernier à l’intérieur de la bouteille. C’est impossible à cause de l’air qui se trouve à l’intérieur de la bouteille. 

Lorsque le ballon se gonfle, il comprime l’air dans le récipient hôte. L’air comprime, mais repousse aussi comme un ressort. Les poumons de l’homme ne peuvent pas fournir une force suffisante pour vaincre la pression de l’air dans la bouteille. Cette expérience illustre la loi de Boyle, qui montre que l’on peut comprimer un gaz, bien que ce ne soit pas facile.

La loi de Charles

Pour mener à bien l’expérience, il faut trouver une bouteille en verre vide, comme celle d’un soda, et la remplir avec environ 4 centilitres d’eau. La seconde étape est de chauffer la bouteille dans une casserole remplie d’eau jusqu’à ce que celle-ci atteigne le point d’ébullition. Ensuite, il faut étendre le ballon sur le goulot de la bouteille. 

Lorsque cette dernière se refroidit, le gaz aspire le ballon qui s’y trouve. Ensuite, celui-ci commence à se gonfler à l’intérieur de la bouteille. Ce qui se passe, c’est que le ballon a emprisonné la vapeur d’eau dans le récipient. En refroidissant, la pression de l’air extérieur remplace la vapeur d’eau qui se condense et vide son intérieur. 

Le gaz se dilate lorsqu’il se réchauffe et se contracte lorsqu’il se refroidit, rendant la bouteille vide par rapport à la pression d’air extérieure. Le ballon se dilate à l’intérieur d’elle pour permettre à la pression de l’air extérieur d’entrer. Cette expérience fournit un autre exemple de la loi de Charles.

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