Superposition de liquides

Il est possible de superposer des couches de liquides de masses volumiques différentes. On montre ainsi qu’un liquide moins dense surnage au-dessus d’un liquide plus dense.

Fiche d’accompagnement de l’expérience:

Matériel
  • 2 verres ;

  • une cuillère ;

  • de l’alcool à brûler ;

  • du pétrole lampant, de préférence coloré ;

  • de l’huile alimentaire ;

  • du sucre (environ 25 g) ;

  • de l’encre.

Montage et réalisation

Préparer un sirop de sucre à partir de 25 g de sucre et 50 ml d’eau. Dans un autre récipient, ajouter quelques gouttes d’encre à 50 ml d’eau pour la colorer. Superposer dans un verre les liquides dont la liste est donnée ci-dessous, dans l’ordre indiqué, de bas en haut (voir la figure 1). Pour superposer les liquides sans les mélanger, il faut faire couler le liquide avec précaution dans une cuillère tenue horizontalement juste au-dessus du liquide précédent, ou encore le faire couler lentement le long d’une baguette de bois sur une planchette qui flotte au-dessus de la surface, et qu e on enlèvera une fois la dernière couche r »alisée. Les couches de liquides doivent avoir une épaisseur de 1 à 2 cm.
Ordre des couches :
1. eau sucrée (sirop) ;
2. eau colorée ;
3. huile de table ;
4. alcool à brûler ;
5. pétrole lampant coloré.
Les différents liquides ne sont pas trop miscibles entre eux et on peut facilement les distinguer si l’on a pris la peine de les colorer différemment. Lorsque deux liquides miscibles sont voisins on observe à la longue (plusieurs heures voire plusieurs jours) un mélange des liquides.

 

Explications

Un liquide de densité plus faible surnage au-dessus d’un liquide de densité plus grande car la poussée d’Archimède qu’il subit dans le liquide du dessous est plus grande que son poids. Lorsque deux liquides voisins sont miscibles, ils se mélangent lentement par diffusion.

Remarques

Il n’y a pas de limite à votre imagination si vous désirez superposer davantage de liquides ou des liquides différents. Il suffit de veiller à les superposer par ordre de masses volumiques décroissantes de bas en haut.
On peut également observer le comportement de différents objets plongés dans cet assemblage liquide. Coulent-ils ? Flottent-ils à une hauteur intermédiaire ou bien à la surface du liquide ? Voir à ce sujet l’expérience « Un œuf qui flotte entre deux eaux ».

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