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tipe MPSI

Posté par
corentinca
15-06-15 à 20:47

Bonjour, dans le cadre de mon TIPE et de ma présentation je souhaiterai faire une ouverture.
Pendant une de mes expériences qui consistait à chauffe un tube à essai dans lequelle on avait placé de l'eau.
A l'aide d'un bec bunsen on portait à ébullition une partie de cette eau.
Le fait est qu'une molécule d'eau vaporisé à osciller pendant 5-6 seconde selon un mouvement bien précis décrivant presque une ellipse.
J'ai tenté d'expliquer ce phénomène avec la photo ci-joint et les observations.
Je vous demande donc en toute sincérité de me dire si mes explications sont cohérentes du moins plausibles ou complètement délirante.
Devais-je en parler le jour de ma présentation?


J'ai défini quatres dans le schéma ci-dessous.
Les forces dîtes extérieures et dîtes intérieures. Forces intérieurs: Intéractions Van der Waals / Forces électrostatiques.
Et les forces extérieurs : La poussée d'Archimède ( >> Poids) et les forces de frottements.
On définit l'état liquide comme un état désordonné ou les molécules d'eau sont espacées.
Dans la surface S délimitée par un trait rose à l'intérieur de laquelle se loge ma molécule d'eau sous forme gazeuse et les molécules d'eau liquide.
On suppose également qu'on se situe assez loin de la source de chaleur, les intéractions de Van der Walls n'étant pas brisées.
Sur mon schéma ( bien que pas clair) je définis I1-I2....In le nombre d'interfaces molécules eau liquide/molécule eau gazeuse. Une interfaces d'un autre type est également présente entre la molécule d'eau gazeuse et la surface supérieure du tube à essai.
Je réduis ces interfaces à des points appartenant aussi bien à la molécule d'eau gazeuse et la molécule d'eau liquide. Ces points expliquées par la forme sphérique des molécules ici supposées.
On peut aussi affirmer que la pression au sein de ma molécule d'eau gazeuse est strictement supérieur à ma pression dans le liquide sans quoi la molécule d'eau gazeuse ne pourrait exister.
Deuxième hypothèse: les interfaces ne sont pas "durs" mais plutôt élastique.

Viens ensuite l'explication à la question : pourquoi ma bulle oscille -elle de manière elliptique tantôt allant vers la droite et tantôt vers la gauche.
Les molécules d'eau autour de la surface S sont soumis à des intéractions de Van der Walls ( flèches en bleu pointant vers l'extérieur de la molécule) , ces forces se compensent et ces molécules sont dites à l'équilibre mécanique.

Au début la bulle est bloquée à cause des tensions surfaciques.
Mais petit à petit avec l'échauffement du tube à essai la quantité d'eau diminue et la pression au sein du système augmente.
Conséquence: La pression au sein de la molécule d'eau gazeuse augmente, les intéractions de van der walls se brisent. Il y a une surpression dans la molécule qui "l'élargie". Ainsi le volume de cette dernière augmente sans que sa masse varie. Ce phénomène s'explique par la "création d'un vide" plus important entre le nuage électronique (électrons) et le noyau de l'atome.
La différence de température entre la paroi inférieure et supérieure du tube à essai crée un mouvement de convection au sein de l'eau , un mouvement qui s'apparente à être élliptique.
Les forces de surfaces tendent à diminuer du fait de l'augmatation du rayon de la molécule d'eau gazeuse et de l'agitation des molécules d'eau. On pose l'hypothèse du glissement entre ces différentes surfaces désormais. La poussée d'archimède dépendant du volume augmente. Les lois physiques ne changent pas , seule les conditions. La molécule d'eau gazeuse remonte à la surface puisque la poussée d'archimède est devenu nettement supérieure aux intéractions surfaciques.
C'est ce qui peut en partie expliquer l'absence de molécule d'oxygène au fur et a mesure que l'on descend dans l'océan et pourquoi expliquer ce phénomène?

Sur ce bonne soirée en attendant vos réactions !



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