Identifier différentes manifestations de la tension superficielle.
Décrire comment faire flotter des objets légers grâce à la tension superficielle.
Bénéfices
Développer le sens de l’observation.
Savoir faire preuve de patience et suivre les consignes (contrôle inhibiteur).
Préparer aux sciences physiques.
Développer la dextérité manuelle.
Pour motiver
Élément déclencheur audio
Note : Les autres éléments déclencheurs se trouvent dans la fiche d'activité disponible ici-haut.
Vocabulaire
Attraction, cohésion, hydrophobe, tension de surface, tension superficielle
Règles du jeu
Verser l’eau goutte à goutte sur les pièces de monnaie.
Les enfants peuvent expérimenter à tour de rôle ou en équipe.
Contexte - Position de départ
Préparation
Protéger la table avec la nappe cirée.
Remplir aux 2/3 d’eau le verre et les récipients de plastique
Déroulement de l'activité
Montrer l’élément déclencheur : le jeton qui flotte, qui coule.
Déposer doucement dans le verre d’eau le jeton de manière à le faire flotter.
Reprendre le jeton et le faire couler pour montrer qu’il est plus lourd que l’eau.
Introduire la notion de la tension superficielle (voir section : Pour l’animateur).
Demander aux enfants de s’exercer à faire flotter les jetons dans les récipients en les déposant doucement, puis de les faire couler en les poussant avec le doigt.
Inviter les enfants à déposer des gouttes d’eau sur les pièces de monnaie à l’aide de la pipette.
Demander-leur de compter combien de gouttes d’eau les pièces de monnaie peuvent supporter sans qu’il y ait débordement, en marquant chaque goutte d’un trait sur la feuille de papier.
Stimuler la pensée critique
Paroles
Variations
Utiliser un compte-goutte au lieu d’une pipette.
Remplacer les jetons par des objets plus lourds que l’eau mais capables de flotter si on les dépose doucement.
Pour l'animateur
La tension superficielle, ou tension de surface, est la force qui résulte de l’attraction (cohésion) entres les molécules situées à la surface d’un liquide. Dans le cas des liquides qui ont une forte tension superficielle, tel que l’eau, c’est comme s’il y avait une croûte à la surface et c’est sur cette « croûte » que des insectes patinent et qu’on peut faire flotter des objets comme les jetons, si on les dépose doucement.
C’est grâce à la forte tension superficielle de l’eau qu’on peut remplir un verre jusqu’à ce que la surface du liquide prenne une forme bombée sans que l’eau ne s’écoule du verre. C’est aussi grâce à la tension superficielle qu’une goutte d’eau se met en boule sur des surfaces métalliques ou des végétaux, comme le lotus.
La tension superficielle de l’eau est 3 fois et demie plus élevée que celle de l’éthanol, mais c’est le mercure qui possède la plus grande tension superficielle.
Pour aller plus loin
La tension superficielle, ou tension de surface, est la force qui résulte de l’attraction (cohésion) entres les molécules situées à la surface d’un liquide. Dans le cas des liquides qui ont une forte tension superficielle, tel que l’eau, c’est comme s’il y avait une croûte à la surface et c’est sur cette « croûte » que des insectes patinent et qu’on peut faire flotter des objets comme les jetons, si on les dépose doucement.
C’est grâce à la forte tension superficielle de l’eau qu’on peut remplir un verre jusqu’à ce que la surface du liquide prenne une forme bombée sans que l’eau ne s’écoule du verre. C’est aussi grâce à la tension superficielle qu’une goutte d’eau se met en boule sur des surfaces métalliques ou des végétaux, comme le lotus.
La tension superficielle de l’eau est 3 fois et demie plus élevée que celle de l’éthanol, mais c’est le mercure qui possède la plus grande tension superficielle.