" " L'eau invisible est-elle réelle ? Bien, Oui et non. Swissmediavision/Getty Images
Les mains gantées de soie du magicien dansent dans les airs, tirant délicatement une feuille pour révéler l'accessoire de son prochain tour :un aquarium en verre. Il semble vide, et pourtant l'illusionniste insiste sur le fait que l'aquarium contient une substance des plus remarquables :de l'eau invisible. Démontrer, il place un bateau en papier d'aluminium à l'intérieur du réservoir, et il monte et descend joyeusement, comme s'il flottait sur une surface invisible.
Prochain, le magicien sort un gobelet en plastique et commence à vider le réservoir. On dirait qu'il ne fait guère plus que mimer, et pourtant, le niveau d'eau invisible semble baisser à chaque tasse. Le petit bateau tangue même de plus en plus, comme si chaque plongeon de la main du magicien perturbait davantage la surface.
Peut-être avez-vous déjà vu cet exploit dans un talk-show ou dans des vidéos Internet. Comment ça se passe ? Le praticien n'utilise pas de tour de passe-passe, fils ou effets spéciaux numériques pour faire flotter le petit bateau. La « magie » à l'œuvre n'est autre qu'un gaz invisible appelé Hexafluorure de soufre (SF 6 ). Cette vapeur curieuse se comporte comme de l'eau fantôme car elle est plus lourde et plus dense que l'air. Lorsqu'il est versé dans un aquarium, il coule au fond et peut supporter le poids d'objets très légers flottant à sa surface.
L'hexafluorure de soufre est totalement non toxique et ininflammable, le rendant idéal pour diverses utilisations scientifiques. Les professionnels de la santé l'utilisent comme gaz de test lors de l'étude du système respiratoire, et l'industrie de l'énergie électrique l'utilise largement comme isolant.
La substance est apparue dans tout, des baskets Nike aux vaisseaux spatiaux de la NASA, mais l'illusion de l'eau visible n'est certainement pas sorcier. Lisez la page suivante pour découvrir ce qui rend l'illusion possible.
Flottant sur l'hexafluorure de soufre " " L'inhalation d'hexafluorure de soufre a l'effet inverse de l'inhalation d'hélium :elle abaisse temporairement votre voix. Johner Images/Getty Images
Alors pourquoi l'hexafluorure de soufre se comporte-t-il comme un liquide ? Tout se résume à poids et densité , ou à quel point les molécules à l'intérieur d'une substance sont proches les unes des autres.
L'hexafluorure de soufre est un gaz particulièrement dense, presque cinq fois plus dense que l'air. Cela signifie simplement que plus de ses molécules habitent un espace donné qu'avec la plupart des autres gaz. En plus de cela, chaque molécule de SF 6 pèse également plus qu'une molécule d'air. Si vous avez lâché un ballon rempli d'hexafluorure de soufre (poids moléculaire 146) et un ballon rempli d'hélium (poids moléculaire 4) dans l'air (poids moléculaire 29), le ballon d'hélium monterait au plafond et celui rempli de SF 6 tomberait au sol.
C'est pourquoi l'hexafluorure de soufre se trouve juste au fond du réservoir pendant l'expérience de l'eau invisible. Quant à savoir comment un petit bateau en papier d'aluminium peut flotter à sa surface, vous devez comprendre comment un objet similaire flotterait dans l'eau - en déplacement . Alors que vous pouvez conduire un char sur un lac gelé, il faut tricher pour faire flotter ce genre de poids sur l'eau sous sa forme liquide. Un objet dans un fluide subit une force ascendante égale au poids du fluide déplacé par l'objet. Par exemple, un bateau de 500 livres (227 kg) coulera dans l'eau jusqu'à ce qu'il ait déplacé 500 livres d'eau.
Mais même les navires océaniques les plus lourds n'ont pas tout leur poids au fond. Il y a une quantité substantielle d'air à l'intérieur, Ainsi, un navire de 500 livres bien conçu déplacera les 500 livres d'eau pour annuler son poids bien avant qu'il ne descende en dessous d'un point souhaité. C'est appelé flottabilité . La même relation est vraie avec un navire flottant sur une mer d'hexafluorure de soufre. Cependant, depuis SF 6 est toujours un gaz et est moins dense que l'eau liquide, l'objet flottant doit être beaucoup plus léger pour rester à flot. C'est pourquoi les expériences aquatiques invisibles impliquent généralement des bateaux légers fabriqués à partir d'une feuille de papier d'aluminium.
De nombreux scientifiques aiment également montrer ce qui se passe lorsque vous inhalez de l'hexafluorure de soufre. Remplissez vos poumons avec le gaz, et votre voix s'approfondira temporairement. En effet, la vitesse du son dépend du poids moléculaire du gaz impliqué. Quelques mots marmonnés sortiront comme des grincements dans un gaz léger comme l'hélium, mais ralentira aux proportions de Dark Vador avec un gaz lourd comme SF 6 . Les ondes sonores voyagent à travers des molécules en collision. Généralement, plus la substance est dense, plus le son est rapide, mais les molécules plus lourdes ne se déplacent pas aussi loin.
Aussi amusant que cette expérience vocale puisse paraître, les experts mettent en garde contre l'inhalation d'hexafluorure de soufre sans instruction appropriée. Le gaz lourd continuera de siéger au fond de vos poumons s'il n'est pas correctement expulsé - et c'est de la place dont vous avez besoin pour l'oxygène vital.
Explorez les liens sur la page suivante pour en savoir plus sur la flottabilité et visionner des vidéos de l'expérience en action.
L'inconvénient de l'hexafluorure de soufre Outre sa popularité sur les sites de vidéos Internet, l'hexafluorure de soufre est également célèbre pour une autre raison. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) identifie la SF 6 comme le gaz à potentiel de réchauffement global (PRP) le plus puissant. Et comme il a une durée de vie atmosphérique de 3, 200 ans, chaque molécule libérée par les industries et les expériences en laboratoire restera assez longtemps.
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MythBusters
Effet d'eau invisible sur YouTube
Sources
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« Pourquoi des bateaux en acier peuvent-ils flotter sur l'eau lorsqu'une barre d'acier coule ? » HowStuffWorks.com. Le premier avril, 2000. (16 juillet 2008)https://science.howstuffworks.com/question254.htm