Faire entrer un œuf dans une bouteille

Un œuf dur posé sur une bouteille qui se refroidit se trouve aspiré à l’intérieur.

Fiche d’accompagnement de l’expérience:
 

Matériel

un œuf dur dont on a enlevé la coquille ou un ballon de baudruche

une bouteille en verre au goulot large mais de diamètre juste inférieur à celui de l’œuf (bouteille de jus de fruit)

de l’eau chaude et de l’eau froide ou bien du papier et des allumettes

Montage et réalisation

Rincer une bouteille avec de l’eau très chaude.

Poser un œuf dur pelé sur le goulot et plonger la bouteille dans l’eau froide.

On voit l’œuf entrer lentement dans la bouteille, comme aspiré. On peut remplacer le rinçage à l’eau chaude par un morceau de papier enflammé qu’on jette à l’intérieur de la bouteille et placer l’œuf sur le goulot lorsque la flamme s’éteint. On voit l’œuf aspiré de la même façon. Finalement renverser la bouteille contenant l’œuf dur pour que l’œuf bouche le goulot puis chauffer la bouteille : l’œuf ressort de la bouteille !

Pour cette expérience, il faut bien choisir la taille de l’œuf et celle du goulot. L’œuf doit entrer un peu dans le goulot sans passer à travers. A défaut de bouteille qui convienne, on peut enfiler l’embouchure d’un ballon de baudruche sur une bouteille quelconque préalablement rincée à l’eau chaude. Le ballon est attiré à l’intérieur de la bouteille et il s’y « gonfle » lorsque la bouteille se refroidit.

Explications

Lorsqu’on rince la bouteille avec de l’eau chaude, ou lorsqu’on fait brûler un morceau de papier, on chauffe l’air qui est à l’intérieur de la bouteille. En posant l’œuf sur le goulot de la bouteille, on réalise une fermeture étanche. En considérant le volume de l’air enfermé comme constant dans un premier temps, on voit que le refroidissement entraîne une diminution de pression qui découle de la loi des gaz parfaits :

( p : pression de l’air ; V : son volume ; N : nombre de molécules du gaz ; : constante de Boltzmann ; T : température absolue du gaz).

Si V est constant, une diminution de température entraîne une diminution de pression. Comme la pression à l’intérieur de la bouteille devient inférieure à la pression atmosphérique, l’œuf est « poussé » dans la bouteille par l’air atmosphérique. L’œuf continue à descendre si la dépression est suffisamment importante pour ne pas être compensée par la diminution du volume due au mouvement de l’œuf.

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