Matériaux:
* Un récipient en verre ou en métal (comme un bécher ou un petit pot)
* Eau
* Cubes de glace
* Un thermomètre (facultatif, mais utile)
* Une source de chaleur (comme un brûleur de cuisinière ou une bougie)
Procédure:
1. Remplissez le récipient d'eau: Remplissez le récipient à mi-chemin à l'eau froide.
2. Ajouter la glace: Placer quelques glaçons dans l'eau.
3. chauffer l'eau: Appliquez soigneusement la chaleur au fond du récipient.
4. Observer: Regardez ce qui arrive à la glace et à l'eau.
Observations et explication:
* La glace fondera lentement: Même si le bas du récipient est chauffé, la glace fondera à un rythme beaucoup plus lent que vous ne le prévoyez. En effet, l'eau est un mauvais conducteur de chaleur. L'énergie thermique du fond du récipient ne se transfère pas facilement à travers l'eau vers la glace.
* l'eau en haut restera froide: Si vous utilisez un thermomètre, vous remarquerez que l'eau en haut du récipient reste relativement froide, même après le chauffage du fond.
* Convection: Vous remarquerez peut-être un certain mouvement dans l'eau car il se réchauffe. Cela est dû à la convection, où l'eau plus chaude augmente et que l'eau plus froide coule. Cependant, même avec la convection, le transfert de chaleur à travers l'eau est lent par rapport aux autres matériaux.
pourquoi cela fonctionne:
* Conduction thermique: La conduction est le transfert de chaleur par contact direct entre les molécules. Les molécules d'eau sont liées à une liaison vague, ce qui rend difficile la transmission de l'énergie thermique d'une molécule à une autre.
* Convection de chaleur: La convection implique le transfert de chaleur par le mouvement des fluides (comme l'eau). Bien que la convection aide à distribuer la chaleur, c'est toujours un processus plus lent dans l'eau par rapport aux autres matériaux.
Conclusion:
Cette activité simple démontre efficacement que l'eau est un mauvais conducteur de chaleur. Il faut beaucoup de temps et d'énergie pour chauffer l'eau, et le transfert de chaleur n'est pas très efficace. C'est pourquoi il faut si longtemps pour faire bouillir de l'eau sur le poêle!
