Merci pour vos compliments sur ma vidéo, j'ai fait ça un peu à l'arrache et c'est monté avec les pieds, mais pour montrer le phénomène c'est suffisant.
Je vais essayer de faire une explication détaillée avec des beaux schémas et tout !
Pour répondre à Occitan,
En effet, il faut expliquer ce qui se passe car comme je dis aux élèves, l'air extérieur ne "sait" pas qu'il doit appuyer sur la canette quand on la refroidit, il appuie tout le temps... et donc c'est ce qui se produit dans la canette qui est à l'origine du déclenchement de l'écrasement.
Ton explication est tout à fait correcte, le but de faire bouillir assez longtemps est bien de chasser au maximum l'air et de le remplacer par de la vapeur d'eau autour de 100°C. La pression de vapeur saturante à 100°C étant par définition égale à la pression atmosphérique, en se plaçant dans le cas idéal où on n'a que de la vapeur d'eau à 100°C dedans, elle exerce une pression égale à la pression extérieure. La canette est donc toujours en équilibre, les forces intérieures et extérieures se compensent.
Quand on plonge la canette dans l'eau, comme la paroi est très fine, elle se refroidit très rapidement, la vapeur d'eau se liquéfie en majorité et on pourrait arriver à la valeur de pression de vapeur saturante à 20°C qui correspond en effet à un très bon vide primaire (23 mbars d'après wikipédia). Bon, on n'atteint pas ces valeurs en procédant comme ça, à l'arrache, mais l'écart avec la pression extérieure est quand même très grand rapidement. Et comme on retourne la canette quand on la plonge, le temps que l'eau monte dedans, l'air a écrasé la majeure partie de la canette.
Au début, quand on me la montrée, je pensais que comme elle est toujours ouverte, ça ne marcherait pas et que l'eau monterait simplement dedans. Vu l'inertie de l'eau et la finesse de la paroi, la canette est bien écrasée avant, avec un bruit bien caractéristique...
Pour l'explication en 4e, je pense que c'est le bon moment car ils ont fait (ou refait) les changements d'état avec l'explication moléculaire. Donc, ils peuvent tout à fait comprendre que si on liquéfie l'eau, les molécules ne vont plus "taper autant" sur les parois intérieures qui vont être enfoncées par les chocs des molécules de l'air extérieur qui tapent toujours autant. (voir page de l'aspirisouffle de Jean Pierre Petit).
Je leur montre l'expérience d'abord, puis je les mets par groupe et ils doivent rédiger une explication correcte avec ce qu'il savent... et ça marche bien ! Et après, on la refait, et ils sont tout contents !
Par contre, concernant l'expérience avec le bocal, je me méfierais... J'ai essayé une fois avec un gros bocal de confiture et je ne sais pas s'il était fêlé ou quoi mais le bord a cédé avec un bruit de bris de verre assez déconcertant... Le bouchon ne résiste pas toujours non plus... donc à tester mais avec des lunettes ! (même si normalement, les morceaux vont vers l'intérieur...)
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