Je suis ravie de participer à mon premier événement Google+… La science à la maison. Ce mois-ci, le sujet est l’air et j’ai rassemblé deux activités qui, je le sais, vous plairont, et que j’ai toutes deux utilisées avec mes propres enfants. L’objectif des démonstrations est de montrer que l’air a une masse. Lorsque vous réalisez ces activités avec vos enfants, essayez toutefois de ne pas révéler l’objectif de la démonstration.
Laissez les élèves observer le processus sans connaître le résultat. Cela les aidera à rédiger leur propre titre et leurs propres objectifs. Au lieu de poser les questions habituelles après le laboratoire, demandez aux élèves de compléter le titre et les objectifs manquants. C’est une tournure amusante qui rend le laboratoire plus créatif et basé sur l’enquête.
L’air est la mer de particules dans laquelle nous vivons. Enveloppé autour de nous comme une couverture, les élèves pensent parfois que l’air n’a ni masse ni poids. J’ai partagé deux démonstrations scientifiques aujourd’hui pour prouver aux élèves que l’air a bel et bien une masse.
L’air a une masse
Dans la première activité, deux ballons remplis d’air, seront utilisés pour créer un équilibre. Gonflez les deux ballons jusqu’à ce qu’ils soient de taille égale et attachez-les. Attachez un morceau de ficelle à chaque ballon. Ensuite, attachez l’autre extrémité de chacune des ficelles aux extrémités opposées du bâton de mesure, en gardant les ballons à la même distance de l’extrémité. Les ballons pourront maintenant se balancer sous la règle.
Attachez la troisième ficelle au milieu du bâton de mesure et suspendez-le au bord d’une table ou d’une tige de support. Ajustez la corde du milieu jusqu’à ce que vous trouviez le point d’équilibre où le bâton de mesure est parallèle au sol. Une fois l’installation de la balance terminée, l’expérience peut commencer.
Pendant que les enfants esquissent l’installation, demandez-leur de prédire ou d’émettre une hypothèse sur ce qui se passera si vous faites un trou dans un ballon. Faites-le et encouragez-les à noter leurs observations en mots ou en images dans leur journal.
Le ballon qui reste plein d’air fera basculer la règle montrant que l’air a du poids. L’air du ballon vide s’échappe dans la pièce environnante et n’est plus contenu dans le ballon. L’air comprimé dans le ballon a un poids plus important que l’air environnant. Bien que le poids lui-même ne puisse pas être mesuré de cette façon, l’expérience donne une preuve indirecte que l’air a une masse.
Le CO2 est plus lourd que l’air
Une autre démonstration amusante que vous pouvez faire facilement à la maison illustre que le gaz carbonique est plus lourd que l’air. Il faut un peu de pratique, mais une fois que vous l’avez maîtrisé, c’est assez amusant ! Vous aurez besoin de deux verres, de bicarbonate de soude, de vinaigre et d’une petite bougie. Mesure une cuillère à soupe de bicarbonate de soude dans un verre. Allumez la bougie. Mesurez une cuillère à soupe de vinaigre et versez-la dans le verre contenant le bicarbonate de soude. Laissez-le bouillonner pendant un moment et produire du dioxyde de carbone. Selon la taille de votre verre, il se peut qu’il y ait des bulles. Pas d’inquiétude.
Lorsque les bulles se sont un peu résorbées, soulevez délicatement le verre et versez le gaz carbonique dans le second verre. Faites attention à ne pas verser le liquide ; vous ne verrez pas réellement quelque chose couler – mais faites-moi confiance. Ensuite, soulevez délicatement le deuxième verre (qui semble être vide) et versez-le sur la flamme brûlante. En quelques secondes, la flamme s’éteindra.
Pour brûler, le feu a besoin d’oxygène. Les incendies se déclenchent lorsqu’un matériau inflammable, en combinaison avec une quantité suffisante d’oxygène gazeux (ou d’un autre composé riche en oxygène), est exposé à une source de chaleur et est capable de soutenir un taux d’oxydation rapide qui produit une réaction en chaîne (le tétraèdre du feu). Le feu ne peut exister sans que tous ces éléments soient en place et dans les bonnes proportions. Lorsque le gaz carbonique est versé du verre, la gravité le tire vers le bas et repousse l’air riche en oxygène. Sans oxygène, la flamme s’éteint.
Pour aller plus loin
Pouvez-vous trouver des moyens de tester la masse de différents gaz ? Comment pourriez-vous comparer la masse de l’hélium et du dioxyde de carbone ? Que peut vous apprendre le tableau périodique sur ces éléments ?
En plus des deux activités que j’ai partagées dans le hangout aujourd’hui, j’ai également fait quelques autres activités simples avec mes enfants que j’ai décrites plus en détail dans un billet précédent, Activités sur la pression atmosphérique et le vent.
Si vous avez manqué le hangout sur Google+, vous pouvez voir l’enregistrement vidéo complet sur Science at Home.