Questions to the experts
Matière et matériaux
La vitesse d\'évaporation dépend-elle de la quantité d\'eau ?
Bonjour,
J'ai une classe de CM1 et j'ai souhaité faire vivre une démarche expérimentale aux élèves pour qu'ils acquièrent un minimum de méthodologie : précision de relevés, variation d'un seul facteur à la fois...
Auparavant, nous avions remarqué que nous pouvions récupérer du sel dissous dans l'eau par évaporation. Cela avait marché dans plusieurs groupes, plus ou moins rapidemement.
J'en ai donc fait moins point de départ en leur demandant de réfléchir sur ce qui pouvait expliquer cette différence. On a listé toutes leurs hypothèses, et ils ont proposé et réalisé des expériences pour vérifier tout cela. On a utilisé radiateur/frigo, température ambiante, et des verres doseurs. Bien sûr, l'influence de la température, la surface d'évaporation et l'aération ont pu être montré sans équivoque. Deux groupes avaient émis l'hypothèse que la quantité d'eau évaporée dépendait de la quantité d'eau initiale dans le récipient en parlant de la "hauteur d'eau". Je pensais que non. Mais j'ai été surprise de constater lors de leurs différentes mesures qu'il semblait y avoir plus d'évaporation lorsque le verre était plus rempli, à température/aération égales et dans des récipients identiques. Au bout de 3 jours, environ 25ml s'étaient évaporés dans le verre qui contenait 50 ml, et 35 ml dans le verre qui contenait 100 ml. Les deux groupes ont observé le même phénomène chacun de leur côté, dans les mêmes proportions, semble-t-il... Nous sommes nous trompés en mesurant ? L'expérience est-elle significative ou pas ?
Pourrait-on expliquer cela par le fait que le verre (type plastique) plus rempli offrait une surface d'évaporation plus grande que le verre moins rempli, du fait de sa forme très légèrement en V ?
Merci de vos lumières...
Pascale Vergier
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Non seulement le verre le plus rempli offre une surface d'évaporation plus grande, facteur non négligeable, mais probablement insuffisant pour expliquer la grosse différence entre les deux verres, mais en plus, l'aération du verre le plus rempli est supérieure à celle du verre à moitié plein : l'air se renouvelle davantage au dessus de la surface de l'eau quand celle-ci est voisine du haut du verre que lorsqu'elle est à mi-hauteur, ce qui évacue au fur et à mesure la vapeur d'eau qui se forme et donc permet à l'évaporation de continuer. Si la vapeur demeure au-dessus de l'eau, on arrive rapidement à une pression de vapeur saturante et l'évaporation cesse. Il serait intéressant de montrer ce phénomène en prenant 2 éprouvettes cylindriques et en en remplissant une en entier et l'autre à peine. On mesure ensuite la vitesse d'évaporation des 2 éprouvettes. Celle pleine ras bord doit s'évaporer nettement plus vite que l'autre.