La fonte des glaces

Auteur avatarAntenne64 NASU | Dernière modification 22/05/2020 par Bolido

Étape 1 - Réunis le matériel

  • 2 verres
  • 2 assiettes
  • eau chaude
  • une règle plate
  • 4 glaçons
  • une petite boule de pâte à modeler
  • un livre

L'eau chaude s'obtient soit directement depuis le robinet, soit en faisant chauffer de l'eau grâce à une casserole ou une bouilloire. Attention de ne pas prendre de l'eau trop chaude, entre 35 et 60°C c'est suffisant.




Étape 2 - Dispose les assiettes et les verres

Mets les assiettes l'une à côté de l'autre sur la table, un verre au milieu dans chacune d'entre elles.




Étape 3 - Mets la pâte à modeler sur la règle

Fais deux petits boudins de pâte à modeler, dont la longueur est inférieur à la largeur de la règle.

Place le 1er boudin sur la partie numérotée de la règle à 4cm du bord, et le second boudin sur le dessous de la règle à 1cm du même bord.


Étape 4 - Installe la règle en pente

La règle doit être installée comme un toboggan entre le haut du livre et le verre.

La règle est bloquée par le bout de pâte à modeler calé dessous la règle et l'extrémité de celle-ci arrive au bord du verre.

Attention, le bout de pâte à modeler supérieur ne doit pas faire toute la largeur de la règle, afin de permettre ultérieurement l'eau du glaçon de couler le long de la règle.



Étape 5 - Mets 3 glaçons dans l'autre verre

Dispose 3 glaçons dans l'autre verre.




Étape 6 - Mettre un glaçon sur la règle

Le 4ème glaçon est placé au niveau de la règle en pente, juste avant le bout de pâte à modeler.


Nous avons d'un côté :

verre 1 : remplie de 3 glaçons

verre 2 : une règle en pente arrive au bord du verre, qui pour l'instant est vide.

Si nous avons tous ces éléments alors nous pouvons continuer !




Étape 7 - Remplis d'eau chaude les verres

Remplis d'eau chaude les deux verres, jusqu'à ras bord.

...Attention de ne pas prendre de l'eau trop chaude pour l'expérience, et aussi pour éviter de se brûler !
Il est important de remplir vraiment jusqu'à ras bord.



Étape 8 - Attends 20-30 minutes

A ton avis, quel verre débordera en premier ? Celui remplie de 3 glaçons ou l'autre ?

Attends que tous les glaçons fondent pour avoir la réponse.




Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Les glaçons ont fondu au niveau des deux verres. Le premier verre qui contient les trois glaçons ne déborde pas, alors que le deuxième déborde.


Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

  • Ne pas avoir remplie jusqu'à ras bord les deux verres
  • Si l'eau est trop chaude (entre 80 et 100°C) alors les glaçons fondent trop vite et nous ne pourrons pas observer la fonte progressive des trois glaçons disposés dans le verre
  • Si l'on prend des trop petits glaçons. Si jamais vous n'avez pas des gros glaçons, il vaut mieux augmenter les quantités : quatre glaçons dans le premier verre et deux sur la règle.

Explications

Dans le premier verre, au départ, c'est l'ensemble glaçon + eau qui place le niveau à ras bord. Or le niveau de l'eau ne doit pas augmenter lorsque la glace fond.

Dans le deuxième verre, l'eau est à ras bord et le glaçon qui fond sur la règle ajoute de l'eau liquide qui vient s'ajouter à l'eau déjà présente dans le verre, ce qui le fait déborder. Donc même si nous n'avons mis qu'un seul glaçon sur la règle, l'eau rajoutée au fur et à mesure fait déborder le verre.

Plus d'explications

Cette expérience matérialise la fonte des glaces, les glaçons dans le verre représentant la banquise ou les icebergs, et le glaçon sur la règle, la glace qui se trouve sur les continents c'est à dire la calotte glaciaire et les glaciers de montagne.

Applications : dans la vie de tous les jours

As-tu déjà entendu parler de la montée des eaux ?

Le niveau des océans augmente un peu chaque année, venant grignoter les plages et les littoraux. Certaines personnes relient cette montée des eaux à la fonte de la banquise mais en réalité comme l'expérience le montre, la fonte de la glace déjà dans l'eau ne fait pas monter le niveau de l'eau.


La banquise est une étendue de mer gelée, elle se forme lorsque la surface de la mer gèle durant l'hiver polaire. Lorsque le temps se réchauffe, la banquise fond (en partie), mais cette fonte ne produit pas de hausse du niveau de l'eau car, comme dans le premier verre de l'expérience, la banquise est déjà dans l'eau.

Les icebergs sont des morceaux de glaciers (de l'eau douce sous forme de glace qui s'accumule sur les continents lorsqu'il neige) qui se sont détachés sous l'effet du vent ou du réchauffement et sont tombés dans la mer.


C'est la fonte de la calotte glaciaire (glace sur un continent) et des glaciers de montagnes, qui provoque une augmentation du niveau de la mer. Car comme dans le second verre de l'expérience, c'est la fonte de la glace non contenue dans la mer qui rajoute de l'eau, et provoque une montée du niveau de la mer.


Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Manipuler 2 états de l'eau : le solide et le liquide

Introduire la poussée d'Archimède

Comprendre la montée du niveau des océans

Introduire le réchauffement climatique

Pistes pour animer l'expérience

Il est possible de rajouter une histoire à cette expérience, avec des personnages tel que Kader l'ours polaire et Martin le pingouin, tous deux habitant en Arctique et Antarctique. Ils cherchent à comprendre pourquoi l'eau monte chaque année.

Sources et ressources

Lien "C'est pas sorcier - L'eau ça glace" : https://www.youtube.com/watch?v=u7DmuGIAm_o


Lien Futura-sciences sur la montée des eaux : https://www.futura-sciences.com/planete/questions-reponses/mer-niveau-mer-oceans-monte-945/

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