expériences capillarité
Physique

Comment observer la capillarité par des expériences simples?

Aujourd’hui, je vais te parler d’expériences de capillarité. Pourquoi ? Tout simplement parce que j’ai évoqué ce phénomène dans mon article sur la cristallisation et que je me suis dit que ce serait intéressant de t’en dire un peu plus sur cela ! Dans un premier temps, je vais te dire ce qui se cache derrière ce mot « capillarité » et dans un deuxième temps, place aux jeux ! Je te proposerai quelques expériences !

Tout comprendre de ce phénomène

Avant de faire des expériences, comprenons ce qu’est la capillarité

La capillarité est un phénomène physique que je trouve un peu magique ! Mais comme nous sommes là pour parler sciences et non pas magie, je vais faire la lumière sur tout ça !

La capillarité regroupe les différentes interactions entre 2 liquides qui ne se mélangent pas ou entre un liquide et de l’air ou encore entre un liquide et une surface. C’est-à-dire ? De quoi parle-t-on ?

Prenons l’exemple de l’eau et de l’huile. Si tu mets ces deux liquides dans un bol, ils ne vont pas se mélanger ! Pourtant les molécules d’eau et les molécules d’huile vont interagir les unes avec les autres.

Et bien la capillarité va nous permettre de comprendre comment elles vont se comporter les unes avec les autres. C’est également grâce à la capillarité que, si tu plonges un côté d’un morceau de sucre dans un café, la totalité du sucre devient noir. Et figures-toi que la capillarité explique aussi pourquoi la sève des arbres arrives à grimper jusqu’aux la cimes !

Ce phénomène s’appelle ainsi puisqu’il est principalement observé dans des tubes aussi fins que des cheveux, appelés capillaires.

La capillarité et l’eau, ça donne quoi?

Il faut savoir que les molécules d’eau adorent se tenir par la main les unes aux autres. Par contre, être en contact avec l’air, ça, elles ne sont pas fans ! Du coup, une molécule d’eau se trouvant à la surface ne s’y plait pas. Elle va préférer s’accrocher au verre formant le tube si elle peut, plutôt que de se retrouver en contact avec l’air !

Elle est même capable de monter sur la tête de sa voisine de gauche pour atteindre le verre, entrainant dans son périple, ses voisines de droite. D’acrobatie en escalade, les molécules d’eau grimpent sur les parois du tube alors que la gravitation, chère à notre ami Isaac Newton, voudrait que l’eau descende vers le sol au lieu de monter ainsi.

C’est exactement le même principe que l’on retrouve si on remplace le tube en verre par des tout petits tubes formés par des grains de sucre, du papier ou encore des cellules.

C’est ainsi que l’eau, ou le café, arrive à remonter dans le morceau de sucre (qui contient une infinité de petits tubes) et que la sève atteint la cime d’un arbre.

Je te propose maintenant 3 expériences pour t’amuser avec la capillarité !

Les expériences qui te font découvrir la capillarité

Bataille entre la capillarité et la gravitation

La première de ces expériences va te demander du doigté ! Une parfaite maitrise de tes gestes ! Mais à part ça, peu de matériel est nécessaire ! Il te suffit d’avoir un verre, de l’eau, et une pipette. Personnellement, nous utilisons la pipette du kit d’expérience vendu par Oxybul.

Une pipette, un verre et de l’eau pour découvrir la capillarité.

Rempli ton verre d’eau. Une fois que le verre est plein, utilise la pipette pour rajouter encore un peu d’eau. D’abord doucement, puis goutte à goutte.

Tu remarqueras que tu peux mettre de l’eau plus haut que le rebord du verre sans qu’elle ne coule à côté !

expériences capillarité
L’eau monte plus haut que le verre grâce à la capillarité.

C’est grâce à la capillarité ! Les molécules d’eau s’accrochent à ton verre et ne veulent pas le quitter ! Bien évidemment, à un moment, l’eau va quand même couler à côté ! Ce sera la goutte d’eau qui fait déborder le vase, comme on dit si bien ! La gravité aura eu raison de la capillarité !

Je te propose maintenant d’utiliser la capillarité pour faire voyager des couleurs !

Parmi les expériences de capillarité : le voyage des couleurs

Matériel nécessaire :

  • Feutres
  • Filtre à café
  • Verre
  • Eau
  • Pinces à linge

Découpe des bandelettes de papier dans le filtre à café.

Fait un trait avec un feutre à environ 2 cm de l’un des bords. Puis, à l’aide des pinces à linge (ou tout autre système ingénieux) maintiens les bandelettes de papier dans le verre sans qu’elles ne touchent les bords. Le trait de feutre doit se trouver vers le fond du verre.

Les couleurs s’apprêtent à voyager

Ajoute de l’eau dans le verre jusqu’à ce que la surface de l’eau entre en contact avec l’extrémité des bandelettes.

Tu n’as plus qu’à attendre quelques minutes et à observer.

expériences capillarité
Le feutre violet est constitué de violet clair et de bleu. L’eau à déplacer les couleurs.

ATTENTION ! N’essaye pas de faire cette expérience avec du papier blanc classique. J’ai essayé pour toi et ça ne fonctionne pas ! La remontée de l’eau est bien plus lente dans le papier blanc que dans le papier du filtre à café !

Que se passe-t-il ? Le filtre à café contient plein de petites anfractuosités jouant le rôle de « tubes » dans lesquels l’eau va pouvoir remonter. En navigant ainsi, les gouttes d’eau vont embarquer les pigments de couleurs que tu as déposés sur le papier avec le feutre.

Parfois, tu vas voir que différentes couleurs apparaissent alors que tu n’en avais mis qu’une au début. Cela veut tout simplement dire que plusieurs couleurs ont été rassemblées pour former la couleur finale du feutre. L’eau, en remontant, sépare ses différents composants, comme si les uns pesaient plus lourds que les autres et n’arrivaient pas à suivre la cadence effrénée de l’eau remontant le long de la bandelette.

Pour finir, je te propose de jouer les magiciens ou les magiciennes !

La capillarité pour fabriquer un arc-en-ciel

L’expérience parfaite…

Matériel nécessaire

  • 6 petits pots
  • 6 feuilles de papier essuie-tout
  • Du colorant alimentaire (jaune, rouge, bleu)
  • De l’eau

Mets tes 6 pots en cercles, proches les uns et des autres. Remplis d’eau un pot sur deux. Ajoute le colorant jaune dans l’un des pots remplis d’eau, le rouge dans un des autres pots et enfin le bleu dans le dernier pot rempli d’eau.

Enroule chacune des feuilles d’essuie-tout sur elle-même. Fais des ponts entre chacun des pots avec ces feuilles.

L’eau coloré commence à remonter dans les papiers essuie-tout.

Laisse le temps faire son affaire et observe ton arc-en-ciel se former.

L’eau, par capillarité, va remonter dans la feuille d’essuie-tout en emmenant avec elle le colorant. Elle va finir par tomber dans le verre voisin qui va, petit à petit, se remplir.

Les pots qui étaient vide à l’origine vont accueillir de l’eau provenant de leur voisin de gauche mais aussi du voisin de droite, faisant apparaitre de jolis mélanges de couleur.

L’eau s’est déplacé, emportant avec elle le colorant…
expérience capillarité
…et on obtient un bel arc-en-ciel (avec un peu trop de bleu!)

…si tu veux éviter quelques déconvenues

Les erreurs à ne pas commettre pour une expérience au top :

  • Pense à bien remplir d’eau seulement un verre sur deux. Oui, j’ai essayé de remplir tous les verres dès le départ et ça ne fonctionne pas ! Et c’est normal ! Les gouttes d’eau remontent dans la feuille d’essuie-tout et se retrouve coincées par les gouttes montant à partir du verre voisin. Il y a embouteillage ! Impossible de faire un pas d’un côté pour passer dans le verre suivant !
  • Surveille l’eau ! Et bien oui, l’eau partant en voyage chez le voisin, les pots se vident rapidement. Pour avoir un bel effet et bien voir le mélange des couleurs, ça peut être nécessaire de rajouter un peu d’eau (toujours dans les pots où il y a les colorants, bien évidemment !)
  • Attention ! Le bleu est bien bleu ! Je n’ai pas l’impression d’avoir mis plus de bleu que des autres couleurs pourtant, comme tu peux le voir, elle a du mal à ne plus être sur le devant de la scène ! Le bleu reste très présent, même quand l’eau est partie chez le voisin. Peut-être qu’il serait intéressant d’en mettre un peu moins ?

Voilà trois expériences super simple à réaliser qui vont te permettre de percer les secrets de la capillarité ! J’espère qu’elles te plaisent et n’hésite pas à partager le résultat si tu les fais !

Quel mystère scientifique aimerais-tu découvrir maintenant?

N'hésite pas à partager cet article si tu l'as aimé!

Commentaires

16/05/2022 à 9h34

Wouahhh, j’adore toutes ces expériences, certaines sont vraiment dignes d’un tour de magie ! Je vais les tester avec mes enfants dès que possible, c’est sûr !!! Merci !



16/05/2022 à 10h06

Je connaissais déjà la 3eme expérience et Little B adore la pratiquer. Merci pour les 2 nouvelles expériences que j ajouté à notre petite TODO 🙂



12/06/2022 à 16h30

Quel bel article, merci pour ces belles idées d’expériences, j’ai hâte de tester !



Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *