Fabrication d'une clepsydre améliorée
Résumé:
On fabrique une clepsydre avec du matériel standard de chimie. Cette clepsydre a deux régimes de fonctionnement (niveau stabilisé ou niveau non stabilisé) permettant de montrer l'effet régulateur sur l'écoulement de la stabilisation du niveau.
Le temps peut se mesurer alors indirectement par la pesée de la masse de liquide écoulé.
Matériel:
• balance de laboratoire
• chronomètre
• burette graduée avec son support
• ampoule à décanter sur son support
• tube fin (pour le siphon)
• tube caoutchouc et pince à tube
• bac plastique
Description du montage:
On réalise le montage décrit dans le schéma suivant :
Le robinet A permet de travailler à niveau stabilisé (ouvert) ou non stabilisé (fermé). Au départ, il faut que le siphon soit amorcé. Le robinet B permet de régler le débit.
Le tube caoutchouc, avec une pince à tube, permet de faire un robinet tout ou rien. L'ampoule à décanter permet de stabiliser le niveau, car elle a une contenance bien supérieure à la burette graduée, et donc, elle se vide très lentement. On peut ensuite travailler avec des débits plus ou moins rapides selon l'altitude de l'ampoule à décanter.
Ampoule en position haute.
Ampoule en position basse.
Exemple de mesure:
Au départ, on a amorcé le siphon, réglé le débit du robinet B, et taré la balance électronique.
On déclenche alors le chronomètre et on relève la masse d'eau écoulée en fonction du temps.
La mesure se fait dans deux cas :
• robinet A ouvert : niveau stabilisé, l'écoulement se fait à débit constant.
• robinet B fermé : niveau variable, d'après la loi de Torricelli, l'écoulement se fait à débit décroissant
Exemple de mesure réalisée où on observe bien les deux régimes de fonctionnement possibles.
La vidéo à télécharger ci dessous présente la clepsydre en fonctionnement.
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