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Expérience avec eau et bougie



  1. #1
    Nighthawk

    Salut !

    Je viens d'assister à une petite expérience qui doit être assez connue :

    On prend un récipient, on y colle une bougie longue en son centre, on le remplit d'eau et on allume la bougie. Il suffit ensuite de placer une bouteille vide à l'envers autour de la bougie en faisant en sorte qu'elle touche l'eau.

    On s'aperçoit que très vite de l'eau monte dans la bouteille et ce jusqu'à ce que la bougie s'éteigne.

    N'y connaissant pas grand chose, je me demande quel phénomène entre en jeu dans cette expérience : pression, température, réaction chimique ?

    Merci de m'éclairer

    -----

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  3. #2
    trisk

    salut, ce n'est pas trop mon domaine mais je pense que la bougie, étant donné qu'elle à besoin d'oxygène pour se consumer, brule donc tout l'oxygène de l'espace réduit dans la bouteille. De ce fait, l'air venant à manquer, cela crée une dépression qui attire l'eau. C'est comme emballé quelque chose sous vide, mais avec des moyens plus archaïque. Imagine que la bougie ne s'éteigne pas au contact avec l'eau, alors la bouteille se compacterai...

    Voilà, je pense que c'est ca !

  4. #3
    Nighthawk

    En fait la bougie ne s'éteint pas au contact de l'eau (de toute façon l'eau ne monte pas assez haut), mais à cause du manque d'O2.

    Par ailleurs, je veux bien que l'O2 disparaisse, mais il y a apparition de CO2 non ? il ne peut pas y avoir de disparition de matière ?!

    Est-ce lié au dégagement d'energie ?

  5. #4
    Cécile

    Le dégagement d'énergie devrait plutôt faire descendre le niveau. En effet, le volume d'un gaz est proportionnel à sa température (PV=nRT).
    Peut-être y a-t-il une dissolution de CO2 dans l'eau, mais ça me paraît trop lent et insuffisant pour expliquer le phénomène que tu décris.
    DOnc je sèche

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Eric78

    Lu,

    Ayant effectué une petite recherche sur l'équation de la combustion d'une bougie, on trouve:

    C25H52 + 38O2 ---> 25CO2 + 26H2O

    Ce qui montre bien que le volume diminue, puisque l'eau se condense et prend donc beaucoup moins de volume. Pour PV=nRT, il faudrait faire le calcul, mais je ne pense pas que cela joue beaucoup étant donné la faible température d'une bougie.

    Eric
    Pour un TPE sur la cryptographie ou les trous noirs, allez voir mon profil.

  8. #6
    Cécile

    Et oui, j'ai bêtement assimilé la bougie à du carbone pur, alors qu'il s'agit bien sûr d'un hydrocarbure comportant des hydrogènes.
    Merci Eric.

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  10. #7
    Nighthawk

    Citation Envoyé par Eric78
    Lu,

    Ayant effectué une petite recherche sur l'équation de la combustion d'une bougie, on trouve:

    C25H52 + 38O2 ---> 25CO2 + 26H2O

    Ce qui montre bien que le volume diminue, puisque l'eau se condense et prend donc beaucoup moins de volume. Pour PV=nRT, il faudrait faire le calcul, mais je ne pense pas que cela joue beaucoup étant donné la faible température d'une bougie.

    Eric
    Ca me parrait correct, mais je devrais dans ce cas voir de la buée à l'interieur de la bouteille non ? Je ne me souviens pas en avoir vu, mais dans le doute, je vais recommencer l'expérience

  11. #8
    Aie

    Et le CO2, il ne se dissout pas dans l'eau?

    Aie, qui tente

  12. #9
    Eric78

    Citation Envoyé par Aie
    Et le CO2, il ne se dissout pas dans l'eau?
    Heu non, je ne pense pas puisqu'il n'a pas le temps (il faudrait une agitation), de plus, l'eau ne peut pas dissoudre beaucoup plus de CO2 qu'elle n'en a déja.
    Pour un TPE sur la cryptographie ou les trous noirs, allez voir mon profil.

  13. #10
    stef

    ça pourrait pas etre du à un phénomene de convection tous simplement?

  14. #11
    trisk

    excuse-moi mais simple néophite je suis..... pourrais-tu expliquer se que tu entends par convection stp ?!

  15. #12
    DonPanic

    Slu
    Citation Envoyé par Aie
    Et le CO2, il ne se dissout pas dans l'eau?
    Aie, qui tente

    oui, mais il prend bien son temps pour se dissoudre ce feignant

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  17. #13
    ArtAttack

    Le CO2 se dissout toujours dans l'eau pour donner du HCO3 (c'est pourquoi une eau pure n'a jamais de pH=7)

    La convection s'est un des 3 modes de transport moléculaire, les deux autres étant la diffusion et la migration. C'est tout simplement une agitation des molécules soit mécanique (mélange) soit thermique (mouvement brownien)

  18. #14
    MissionApollo

    Re : Expérience avec eau et bougie

    Bonjour,
    est-ce la dernière réponse qui est la bonne ???
    Vraiment, est-ce que quelqu'une ou quelqu'un pourrait expliquer le phénomène ?
    N'est-ce pas dû à une perte de chaleur plus simplement ? baisse de pression ?
    Y a ka essayer avec de l'huile plutôt que de l'eau si l'eau absorbe le CO2...

    Et puis faudrait faire ça avec une bouteille isotherme... gloup la bougie recouverte et on regarde si l'huile est descendue dans le contenant principal...

    Non réellement, j'aimerais bien savoir... A l'école on nous a dit : "le CO2 a une pression inférieure ..." sans plus de précision.

    Merci ! (je vais aussi essayer de savoir et si je trouve, je poste !!!)

    Car la combustion dans un moteur ... le CO2 attirerait le piston vers le haut pendant sa descente ?

  19. #15
    moco

    Re : Expérience avec eau et bougie

    Quand une bougie brûle dans un récipient, il se produit plusieurs phénomènes qu'il ne faut pas mélanger.
    1. Tout d'abord la bougie consomme de l'oxygène de l'air et s'éteint quand il n'y en a presque plus.
    2. L'équation est :
    C25H52 + 38 O2 --> 25 CO2 + 26 H2O
    3. L'air contient 20% de gaz O2 intitialement et la bougie s'éteint quand la quantité de O2 dans l'air est < 10%. Il reste donc toujours de l'oxygène dans l'air quand la bougie est éteinte.
    4. La combustion remplace 38 molécules de gaz par 25 + 26 molécules de gaz chaud. Donc le nombre de molécules gazeuses totales augmente dans un premier temps d'un facteur 51/38. Donc le volume croît. Mais très vite, hors de la flamme, la vapeur d'eau se condense, et le nombre de molécules gazeuses revient au 25/38 de ce qu'il était au départ. Donc le volume diminue, et il devient inférieur au volume initial. L'eau peut pénétrer dans le bocal qui revcouvre la bougie.
    5. Le gaz carbonique CO2 se dissout dans l'eau certes, mais ce phénomène est secondaire. En effet l'eau dissout au mieux son propre volume de CO2. Le volume maximum de CO2 produit est le 25/38 de 10% du volume initial.
    6. Le phénomène le plus important n'est pas chimique mais physique. En effet la bougie chauffe l'air. Et l'air se dilate. Quand on recouvre avec un récipient une bougie qui brûle dans une assiette pleine d'eau, l'air qui se dilate fait des bulles pour sortir. Bon. Il y a quelques réctions chimiques à l'intérieur. mais le principal est la dilatation du gaz. Quand la bougie s'éteint, l'air intéreiur se refroidit et son volume diminue. L'eau monte dans le récipient, poussée par la pression atmosphérique extérieure.

  20. #16
    MissionApollo

    Wink Re : Expérience avec eau et bougie

    Citation Envoyé par moco
    Quand une bougie brûle dans un récipient, il se produit plusieurs phénomènes qu'il ne faut pas mélanger.
    1. Tout d'abord la bougie consomme de l'oxygène de l'air et s'éteint quand il n'y en a presque plus.
    2. L'équation est :
    C25H52 + 38 O2 --> 25 CO2 + 26 H2O
    3. L'air contient 20% de gaz O2 intitialement et la bougie s'éteint quand la quantité de O2 dans l'air est < 10%. Il reste donc toujours de l'oxygène dans l'air quand la bougie est éteinte.
    4. La combustion remplace 38 molécules de gaz par 25 + 26 molécules de gaz chaud. Donc le nombre de molécules gazeuses totales augmente dans un premier temps d'un facteur 51/38. Donc le volume croît. Mais très vite, hors de la flamme, la vapeur d'eau se condense, et le nombre de molécules gazeuses revient au 25/38 de ce qu'il était au départ. Donc le volume diminue, et il devient inférieur au volume initial. L'eau peut pénétrer dans le bocal qui revcouvre la bougie.
    5. Le gaz carbonique CO2 se dissout dans l'eau certes, mais ce phénomène est secondaire. En effet l'eau dissout au mieux son propre volume de CO2. Le volume maximum de CO2 produit est le 25/38 de 10% du volume initial.
    6. Le phénomène le plus important n'est pas chimique mais physique. En effet la bougie chauffe l'air. Et l'air se dilate. Quand on recouvre avec un récipient une bougie qui brûle dans une assiette pleine d'eau, l'air qui se dilate fait des bulles pour sortir. Bon. Il y a quelques réctions chimiques à l'intérieur. mais le principal est la dilatation du gaz. Quand la bougie s'éteint, l'air intéreiur se refroidit et son volume diminue. L'eau monte dans le récipient, poussée par la pression atmosphérique extérieure.
    Tu es certain de ce que tu avances ?
    Parce que je ne vois pas d'air sortir de l'eau quand je recouvre...
    Faudrait faire avec de l'huile et une bouteille isotherme, et y a quelque chose qui me dit que l'huile monterait quand même.
    Je pense que c'est une histoire de pression volumique du CO2 qui est différente de celle de l'O2. En calculant l'énergie transmise à l'air : liaisons cassées et liaisons formées, et en imaginant de tout transmettre aux produits restants, on pourrait se rendre compte de la nouvelle pression à l'intérieur du tube, et quelque chose me dit que c'est une simple histoire de pression volumique...
    Mais je ne peux pas m'avancer d'avantage. Vais ressortir mes bouquins de chimie.
    Prend un sèche cheuveux et essaie de faire descendre l'eau du contenant qui recouvre la bougie : Bon Courage...

  21. #17
    MissionApollo

    Re : Expérience avec eau et bougie

    LA VERITE est arrivée ! .

    OUF ! eh ben ! ce fut évoqué plus haut mais là ça semble vrai...
    Il suffisait de penser que si l'eau de chaux se trouble c'est que le CO2 passe bien dans l'eau... mais j'ai quand même un doute sur le fait que ce soit le seul phénomène qui fasse monter l'eau... VITE A L'HUILE !!!!

  22. #18
    MissionApollo

    Re : Expérience avec eau et bougie

    Mais dites-moi : dans un milieu isolé, si on transforme un gaz en solide sans perte de chaleur, ne se peut-il pas que la pression diminue à l'intérieur autant qu'un solide se forme ?

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  24. #19
    DonPanic

    Re : Expérience avec eau et bougie

    Slu
    Pour la dissolution du CO2 dans l'eau, il suffit de mettre un élastique comme référence de niveau de l'eau à la fin de la combustion de la bougie, d'attendre quelques heures et de constater que le niveau de l'eau a monté

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