Si le lapin de Pâques vient chez vous ce week-end, vous risquez de vous retrouver avec une pléthore de guimauves et de peeps. Que faire avec tous? En plus de simplement les manger, de cuisiner avec eux ou de libérer votre côté artistique en fabriquant des dioramas, envisagez de les utiliser… pour la science!
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Il s’avère que les guimauves sont des pièces d’équipement indispensables aux expériences scientifiques à la maison. Bien sûr, vous pouvez les utiliser pour tester la maîtrise de soi de vos enfants grâce au test notoire de la psychologie consacré à la guimauve et à ses itérations de plus en plus complexes. Mais si vous préférez ne pas torturer vos enfants en vous laissant tenter par une marshmallow qui leur est interdite, pensez à essayer ces projets scientifiques faciles:
Guimauves dans le vide
La relation entre le volume d'un gaz et sa pression peut être démontrée à la maison avec une configuration simple. (Photo de Mohi Kumar) Non, pas ce genre de vide, malgré les possibilités intrigantes évoquées par cette phrase. Tu auras besoin:
- Un bocal en verre avec un couvercle
- Un mécanisme pour pomper une partie de l'air du pot
- guimauves
Le Physics Hypertextbook recommande l’utilisation d’une pompe à vide de cuisine pour cette expérience. Faire un petit trou dans le couvercle du pot et y insérer la pompe à vide d'un conservateur de vin fonctionne également.
Placez quelques guimauves dans le bocal, scellez-les puis pompez l'air:
Que se passe-t-il? Les guimauves sont essentiellement une mousse formée de sucre, d'eau, d'air et de gélatine. Le sucre les rend sucrés, l'eau et le sucre les rendent collants et la gélatine les rend élastiques. Mais l'air - qui constitue en réalité la majeure partie du volume de la confection - fait des guimauves le moyen le plus savoureux d'encapsuler un gaz dans un solide. Lorsque vous pompez de l'air dans le pot, l'air à l'intérieur de la guimauve se dilate et la guimauve se gonfle. Relâchez le sceau et les guimauves reprennent leur taille normale.
Toutes nos félicitations! Vous venez de démontrer la loi de Boyle, qui stipule que, lorsque la température ne change pas, le rapport entre la pression (diminuée en pompant l'air du pot) et le volume de toute quantité déterminée de gaz (la guimauve) est inversement proportionnel. En d'autres termes, la diminution de l'un nécessite l'augmentation de l'autre.
Si vous ne pouvez pas les manger, détruisez-les!
Si vous avez déjà fait cuire une guimauve au-dessus d’un feu de camp, vous saurez où va cette prochaine démonstration. Tu auras besoin:
- Un micro-ondes
- Une assiette micro-ondable
- Une guimauve de taille standard (évitez les minis ou les jumbos; les premiers vont frire et les derniers peuvent faire des dégâts énormes!)
Placez la guimauve sur l'un de ses côtés plats au centre d'une assiette. Puis micro-ondes la guimauve pendant environ 45 secondes, par exemple.
C'est vivant! Cette fois, plutôt que de changer la pression autour de la guimauve, vous changez la température. Pendant que le four à micro-ondes cuit la guimauve, l'eau de la guimauve se réchauffe et réchauffe l'air. Lorsque l'air devient chaud, il se dilate, obligeant la guimauve à se gonfler. L'eau de la confiserie ramollit également les sucres, ce qui la fait suinter, comme le montre la vidéo ci-dessus (créée par l'utilisateur bbbpwns de YouTube).
La relation entre la température et le volume est représentative de la loi de Charles, selon laquelle toute quantité de gaz déterminée augmentera lorsqu'elle sera chauffée - l'augmentation de la température d'un gaz nécessite une augmentation du volume de gaz.
Essayer cela avec Peeps donne un résultat légèrement alarmant, présenté par l'utilisateur de YouTube, UBrocks:
Si vous revenez au Stay Puft Marshmallow Man, hélas - le monstre à la guimauve que vous avez tiré de votre four à micro-ondes ne dure pas - il se refroidira et se dégonflera en un globe de vase. Mais avant qu'il ne refroidisse complètement, le vase est assez malléable et peut être sculpté. Mais attention! Les restes de guimauve sont comme le naplam - ils vous collent et brûlent. Après avoir refroidi un peu, appliquez de l’huile sur la paume des mains avant de mouler quoi que ce soit, sinon votre sculpture restera collée à vos mains.
Un moyen gluant de calculer la vitesse de la lumière
Pour cette démonstration, vous avez besoin d'un peu de connaissance de base pour commencer. La vitesse d'une onde peut être calculée en multipliant la longueur d'onde (la distance d'une crête à la crête) par la fréquence (le nombre de cycles crête à crête qui se répètent dans un intervalle de temps). La lumière est une onde et sa vitesse peut être calculée de la même manière sans équipement sophistiqué. Tu auras besoin:
Un enfant mesure la distance entre les zones fondues après le passage au micro-ondes d'une couche de guimauves. Photo de Mohi Kumar
Un enfant mesure la distance entre les zones fondues après le passage au micro-ondes d'une couche de guimauves. (Photo de Mohi Kumar) - Un micro-ondes avec le plateau tournant enlevé
- Une cocotte en verre ou une plaque à pâtisserie
- Mini guimauves
- Une règle
- Une calculatrice
Prenez la plaque à pâtisserie et déposez une couche de guimauves au fond, alignées comme de minuscules soldats gonflés. Assurez-vous que la plaque tournante est retirée du four à micro-ondes - cela permet aux micro-ondes de se déplacer à travers le verre et les guimauves en formant une onde stationnaire. Cuire quelques minutes à petit feu en observant attentivement les guimauves. Une fois la plaque tournante retirée, le four à micro-ondes ne chauffe pas uniformément. Vous remarquerez des taches fondues se former dans votre champ de guimauve.
Dès que vous voyez quelques taches de ce type, retirez l'antenne parabolique et mesurez la distance entre deux lignes qui forment une ligne parallèle à la porte du micro-ondes. Elles marquent l'emplacement des plus fortes amplitudes dans l'onde stationnaire. Multipliez-le par deux pour obtenir la longueur d'onde complète des micro-ondes traversant vos guimauves (si vous regardez la géométrie d'une onde stationnaire, votre mesure initiale ne vous a donné que la moitié de la longueur d'onde). Convertissez cela en mètres.
Multiplier ce résultat par la fréquence du micro-ondes, trouvée dans le manuel du micro-ondes ou dans une étiquette à l'intérieur de l'appareil, donne environ 299 000 000 mètres par seconde, soit à peu près la vitesse de la lumière! Catch une vidéo de cela ici.
Prenez la plaque à pâtisserie et déposez une couche de guimauves au fond, alignées comme de minuscules soldats gonflés. Assurez-vous que la plaque tournante est retirée du four à micro-ondes - cela permet aux micro-ondes de se déplacer à travers le verre et les guimauves en formant une onde stationnaire. Cuire quelques minutes à petit feu en observant attentivement les guimauves. Une fois la plaque tournante retirée, le four à micro-ondes ne chauffe pas uniformément. Vous remarquerez des taches fondues se former dans votre champ de guimauve.
Dès que vous voyez quelques taches de ce type, retirez l'antenne parabolique et mesurez la distance entre deux lignes qui forment une ligne parallèle à la porte du micro-ondes. Elles marquent l'emplacement des plus fortes amplitudes dans l'onde stationnaire. Multipliez-le par deux pour obtenir la longueur d'onde complète des micro-ondes traversant vos guimauves (si vous regardez la géométrie d'une onde stationnaire, votre mesure initiale ne vous a donné que la moitié de la longueur d'onde). Convertissez cela en mètres.
Multiplier ce résultat par la fréquence du micro-ondes, trouvée dans le manuel du micro-ondes ou dans une étiquette à l'intérieur de l'appareil, donne environ 299 000 000 mètres par seconde, soit à peu près la vitesse de la lumière! Catch une vidéo de cela ici.
