L'eau peut-elle être contenue dans un "tuyau immatériel"? Erreur polarité/déviation

[inviteefcbde36]

Bonjour à tous!

Ce matin, alors que je me baladais sur le forum, voilà sur quoi je suis tombé:

Dans la rubrique: "Science ludique : la science en s'amusant"
Le post intitulé: "Expériences faciles pour enfants"

Message #16 de polo974 (que je remercie):

Et faire dévier un mince filet d'eau avec cette règle , mais un peu plus dur à expliquer...(molécules d'eau polaires).

FAUX ! ! !
Ce n'est pas parce que les molécules d'eau sont polaires que le filet d'eau dévie ! ! !
Même si (au moins) un livre de cours de chimie le dit (Hachette éducation 1reS p46 de l'édition 2005) ! ! !

Au coeur de ce filet d'eau dévié, les molécules d'eau se tournent sur elles même parce qu'elles sont polarisées. Mais la déviation du filet est due à une attraction de la molécule entière, qu'elle soit polarisée ou non!

Un cheveu, un bout de papier, de la poussière de charbon, et même un bout de papier aluminium (conducteur à souhait donc pas polaire pour un sous) sont attirés.

Donc l'expérience proposée pour mettre en évidence la polarité des molécules d'eau dans ces livres est une ânerie (pour rester poli). Et pourtant, c'est enseigné religieusement à tout plein de lycéens avec une pseudo-justification de bonimenteur...

Eh bien... quel choc! Je me rapelle encore de mon cours (cette année) où le prof réalisait cet expérience et nous affirmait que cela était due à la polarisation de l'eau.
L'eau est en effet polarisée c'est à dire que "son barycentre des charges partielles positives ne coïncide pas avec son barycentre des charges partielles négatives."

1) Alors si cela n'explique pas la déviation peut-on m'expliqué qu'est-ce qui la provoque? (Différence de potentiel électrique: déficit ou excès d'électrons sur la régle. Les charges "veulent" s'équilibrer et ...?)

2) C'etait l'objet initial de ma recherche: L'eau peut-elle être contenue dans un "tuyau immatériel"? C'est à dire dans une sorte de champ où elle serait en lévitation. Vous avez certainement vue cette pub où l'eau ne veut pas nettoyer une casserole et dévie de sa trajectoire pour l'éviter...

En faisant dévier les molécules à chaque points de l'espace on pourrait les diriger comme on veut, non?
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
C'est une expérience classique.
Je suis d'accord avec le Message #16 de polo974 .
Elle n'a rien à voir avec le fait que l'eau soit un liquide polaire. On peut faire la même avec de l'huile.
Simplement on charge la règle électrostatiquement en la frottant avec une peau de chat (oh! pardon, on ne fait plus ça) ou avec quelque chose d'autre.
La règle attire le filet d'eau ou d'huile comme elle attire des petits bouts de papier.

Et non je ne crois pas que l'on puisse faire un "tuyau virtuel". On peut repousser l'eau et surtout des goûtes, mais pas plus que ça.
Au revoir.

[inviteefcbde36]

Salut LPFR, et merci de ta réponse.

J'en toucherai un mot à mon prof à la rentrée.

Peux-tu m'expliquer ce qui se passe quand l'eau est déviée en ce qui concerne les forces d'interactions électriques el les molécules d'eau elle-mêmes (à l'échelle microscopique ou nanoscopique pour être précis)?

Et non je ne crois pas que l'on puisse faire un "tuyau virtuel". On peut repousser l'eau et surtout des goûtes, mais pas plus que ça.

Imaginons un très mince filet d'eau qui s'écoule depuis un robinet à 1 mètre au dessus du sol. Je dispose de plusieurs systèmes branchés sur un générateur qui remplacent plusieurs règles (Plus besoin de chats). Lorsque le générateur s'allume les "règles" s'électrisent.

Etape 1: je place une règle (sur un support fixe) qui dévie l'eau de sa trajectoire à 0,9m du sol

Etape 2: une autre qui la re-dévie à 0,8m.

Etape 3: Ainsi de suite... jusqu'à 0,1m.

Il y a donc neuf règles sur la trajectoire du filet d'eau >> celui-ci est défié 9 fois. On doit pouvoir obtenir une sorte de ligne brisée en 10 segments.

Si on place beaucoup plus de règles on pourra orienter l'eau comme on veut, non? Et lui faire réaliser une descente en spirale... dans une sorte de tuyau virtuel. Pourquoi pas?

[inviteb836950d]

Bonjour.
C'est une expérience classique.
Je suis d'accord avec le Message #16 de polo974 .
Elle n'a rien à voir avec le fait que l'eau soit un liquide polaire. On peut faire la même avec de l'huile.
Simplement on charge la règle électrostatiquement en la frottant avec une peau de chat (oh! pardon, on ne fait plus ça) ou avec quelque chose d'autre.
La règle attire le filet d'eau ou d'huile comme elle attire des petits bouts de papier.

Et non je ne crois pas que l'on puisse faire un "tuyau virtuel". On peut repousser l'eau et surtout des goûtes, mais pas plus que ça.
Au revoir.

Les manip ont été faites : (message #6)


http://forums.futura-sciences.com/sh...ght=polarit%E9

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
La question à laquelle j'ai répondu par la négative était:
L'eau peut-elle être contenue dans un "tuyau immatériel"?

Il y a donc neuf règles sur la trajectoire du filet d'eau >> celui-ci est défié 9 fois. On doit pouvoir obtenir une sorte de ligne brisée en 10 segments.

Pas de problème. Vous pouvez dévier le filet d'au autant de fois que vous voulez. Ce n'est pas cela que j'entends par "tuyau immatériel". Mais j'ai peut-être mal compris.
D'autre part, on à intérêt à asservir les générateurs électrostatiques car la force d'attraction diminue avec la distance, ce qui peut donner des systèmes instables s'ils ne sont pas asservis.

Le "centre de gravité" des charges positives et négatives coïncide dans des molécules non polaires. Au contraire, dans les molécules polaires ils ne coïncident pas.

Quand vous placez une molécule non polaire ou un même atome dans un champ électrique, le nuage électronique est attiré vers le + et le noyau vers le -. Ce n'est pas beaucoup, mais cela suffit à créer un dipôle électrique et un champ dit de polarisation dans un diélectrique. Si le champ électrique n'est pas uniforme, la force sur le nuage d'électrons et sur le noyau ne s'équilibrent pas, et la molécule ou l'atome sont attirés vers les zones de champ plus intenses. Cette force est proportionnelle au produit du champ par le gradient du champ.
Quand la molécule est polaire, le dipôle est déjà là et le champ l'oriente dans le bons sens (très peu des molécules le sont vraiment dans la réalité) et la force exercée par le gradient du champ est plus forte.

Donc l'eau est plus attirée que l'huile. On peut le voir autrement: si on fait le bilan énergétique, quand l'eau se déplace vers les zones de champ plus intenses, l'énergie potentielle de l'ensemble diminue. Ceci est du directement à la constante diélectrique de l'eau. Et cette constante est plus grande que celle de l'huile parce que l'eau est polaire. On peut conclure que l'eau est environ 35 fois plus attirée par la règle que l'huile.

Mais on peut "tricher": si on prend un filet d'eau qui sort du robinet métallique branché à la terre. Le filet est à la terre et il suffit d'un champ uniforme pour attirer le filet. Il sera dont plus attiré que s'il était isolé. Évidement ce n'est pas valable pour l'huile qui est isolante.

Les manip ont été faites : (message #6)
http://forums.futura-sciences.com/sh...ght=polarit%E9

Il faudrait connaître les conditions de réalisation de la manip. En quand on dit "aucune déviation" je fronce le nez. N'importe quel diélectrique est attiré dans un champ non uniforme.

Au revoir.

[inviteefcbde36]

MESSAGE IMPORTANT:

Oups! Mes excuses j'ai été piégé, j'invite les personnes qui on lu mon message à aller voir le lien fournit par philou21 qui rétablit la vérité.

En résumé: la polarité de l'eau n'est en aucun cas négligeable dans l'expérience de sa déviation. Elle est même un facteur dominant dans celle-ci. Elle entraîne une multiplication de l'intensité de la force d'attraction (loi de Coulomb) Voir le lien pour des informations complémentaires.

Donc mon cours est correct et je n'aurais pas à dire deux mots à mon prof.

Merci à tous.

Ce n'est pas cela que j'entends par "tuyau immatériel".

A quoi cela faisait-il référence pour toi?

L'expérience du "tuyau immatériel" à t-elle déjà été faite? (et filmée?)

[invite6dffde4c]

A quoi cela faisait-il référence pour toi?

Re.
Par exemple un "tuyau immatériel" qui maintienne un cylindre d'eau immobile vertical ou incliné à 45°. Mais pas un filet qui tombe et qui est dévié. Pour cela il suffit de souffler.
A+

[inviteefcbde36]

Par exemple un "tuyau immatériel" qui maintienne un cylindre d'eau immobile vertical ou incliné à 45°. Mais pas un filet qui tombe et qui est dévié. Pour cela il suffit de souffler.

Mais ma question prenait aussi ce cas là:

C'est à dire dans une sorte de champ où elle serait en lévitation...
... En faisant dévier les molécules à chaque points de l'espace on pourrait les diriger comme on veut, non?

Donc oui par tuyau immatériel on peut aussi imaginer ton exemple de cylindre liquide en lévitation... et là tu peux toujours souffler!

Peut-on, par exemple, toujours grâce au système des règles électrisées faire léviter (réglage précis de la position des régles) une petite boule d'eau? Probablement, j'attends confirmation.
Cela me fait penser aux plasmas guidés par un champ magnétique. Attention l'eau est, ici, bien liquide.

Le plasma d'eau existe-t-il au fait?

Si l'expérience de la boule d'eau en lévitation est réalisable, peut-elle se faire chez-soi (moins de précision)?

[Deedee81]

Salut,

Ce qui serait vraiment amusant et spectaculaire c'est un jet d'eau qui fait un noeud

Le plasma d'eau existe-t-il au fait?

Non. Un plasma c'est un état où les électrons sont arrachés des atomes. Dans une telle situation il n'y a plus de molécules. Tu aurais simplement un mélange d'hydrogène et d'oxygène ionisé.

[invite6dffde4c]

Re.
Commencez déjà par essayer de maintenir en l'air un petit bout de papier. Vous n'arriverez pas parce que, comme je vous l'ai déjà dit, le système est instable.
On peut avoir un système moins instable avec une goûte chargée (ce qui est facile, en général elles le sont) dans un champ électrique uniforme. Ça a déjà été fait par un très grand monsieur de la physique qui s'appelait Millikan, et qui mesura ainsi la charge élémentaire (charge de l'électron). Il a fait la manip même avec des goûtes de mercure.

Aux températures des plasmas, plusieurs milliers de degrés, l'eau n'existe plus. Elle est décomposée en hydrogène et oxygène et ces deux formes diatomiques sont fortement dissociés en forme monoatomique. Donc c'est plutôt un plasma de oxygène et d'hydrogène.
A+

[inviteb836950d]

N'importe quel diélectrique est attiré dans un champ non uniforme.

Au revoir.

Bien évidemment...

Mais il s'agissait juste de vérifier, en rapport avec la discussion de l'époque, que le moment dipolaire était largement prépondérant dans le phénomène observé de déviation.

La "manip" consistait juste a faire descendre un filet de liquide à partir d'une pipette pasteur et d'observer sa déviation à l'aide d'une règle électrisée.
La qualité de l'électrisation étant vérifiée immédiatement après chaque essai en contrôlant son pouvoir de déviation sur un filet d'eau.
Tu vois, rien de publiable...

Et quand je dis "aucune déviation" je dis aucune déviation repérable à l'œil. Les liquides polaires donnant lieu à des déviations importantes.

[invite6dffde4c]

Et quand je dis "aucune déviation" je dis aucune déviation repérable à l'œil. Les liquides polaires donnant lieu à des déviations importantes.

Re.
Je le préfère rédigé comme ça. C'est plus sérieux.
A+

[inviteefcbde36]

Commencez déjà par essayer de maintenir en l'air un petit bout de papier. Vous n'arriverez pas parce que, comme je vous l'ai déjà dit, le système est instable.
On peut avoir un système moins instable avec une goûte chargée (ce qui est facile, en général elles le sont) dans un champ électrique uniforme. Ça a déjà été fait par un très grand monsieur de la physique qui s'appelait Millikan, et qui mesura ainsi la charge élémentaire (charge de l'électron). Il a fait la manip même avec des goûtes de mercure.

C'est bien ce que je pensé irréalisable chez soi...

Est-il possible de faire léviter une boule d'eau de la taille d'une balle de ping-pong?

Etant sphérique le système est plus stable, non?

Ce qui serait vraiment amusant et spectaculaire c'est un jet d'eau qui fait un noeud

Cool! Mais certainement plus complexe que de faire léviter une simple boule...

Merci pour vos réponses.

Pourquoi cette envie de faire léviter les objets?

[obi76]

On vient de te le dire : c'est un système instable. La moindre variation de position rendra l'une ou l'autre force prédominante (poids ou force électrostatique).

[inviteefcbde36]

Erreur de ma part alors, désolé j'avais mal interprété.

Donc, merci à tous pour vos réponses, je n'ai plus de question... pour l'instant!!!

Ouverture (très scolaire mais faut pas m'en vouloir):

J'ai réussi chez moi à faire léviter une structure grâce à plusieurs aimants qui lui été fixés. Chaque aimant était au dessus d'un autre aimant fixé au sol. Les pôles opposés se faisaient face donc se repousser >> lévitation de la structure. Le tout a du tenir environ 3 min... et pourtant c'est un système instable (me semble-t-il)...
Je n'ai pas utilisé d'électro-aimants ni de supra-conducteur, seulement des aimants permanents. Instable? Oui mais n'empêche ça a tenu un temps!

Encore merci et au revoir!

[obi76]

Ca n'a strictement rien à voir. on te parle d'électrostatique, pas de magnétisme.

[inviteefcbde36]

Ca n'a strictement rien à voir. on te parle d'électrostatique, pas de magnétisme.

Ne t'en fait pas j'avais compris, je ne suis pas complétement !!!

L'ouverture c'était le système instable!

La moindre variation de position rendra l'une ou l'autre force prédominante (poids ou force électrostatique).

C'est pareil dans le cas d'une sustension magnétique (pas d'électrostatique mais magnétisme!) d'où le parallélisme avec la situation... et mon post.

Au revoir. Merci à tous encore!

[obi76]

C'est pareil dans le cas d'une sustension magnétique (pas d'électrostatique mais magnétisme!) d'où le parallélisme avec la situation... et mon post.

Pour être chiant : ça peut être stable avec des aimants supraconducteurs

[invite7ed8e144]

La "sustentation magnétique" est stable, car tu as une force de répulsion et une force d'attraction, qui ne s'atténuent pas exactement de la même manière. Avec les bons aimants, ça marche (supraconducteurs). Dans le cas de la règle, c'est instable car tu "tire" de deux côtés différents, et donc le point d'équilibre des forces est instable, et dès que tu dépasse d'un côté ou de l'autre, tu y est entraîné.

[inviteefcbde36]

Re-Bonjour!

Décidemment!

Pour être chiant : ça peut être stable avec des aimants supraconducteurs

C'est pour ça que j'ai précisé:

Je n'ai pas utilisé d'électro-aimants ni de supra-conducteur, seulement des aimants permanents.

Salut Josszzz:

La "sustentation magnétique" est stable, car tu as une force de répulsion et une force d'attraction, qui ne s'atténuent pas exactement de la même manière.

Je pense pouvoir te répondre qu'un système de sustentation magnétique improvisé avec mes aimants est instable!

De plus, mes aimants en lévitation n'étant pas parfaitement alignés à ceux fixés au sol, ils ont tendance à se décaler (à cause de la gravité il me semble) suivant la ligne du champ magnétique et finalement... la plate-forme s'écrase lamentablement...

Mais là on sort du sujet. (N'hésitez pas a me corriger encore... je m'y habituerai)