Des phénomènes physiques dans la cuisine (Partie I)

Et oui, place aux activités dans la cuisine pour découvrir quelques phénomènes physiques qui se cachent dans la cuisson des aliments. On va parler de casseroles, de bouteilles de lait, de pop-corn, de cocotte minute, de ballons et même de balle de ping-pong ! En voilà, un beau programme, n’est-ce pas ?

Note préliminaire : toutes ces expériences sont à réaliser avec l’aide d’un adulte (notamment tout ce qui concerne la partie « chauffage »).

Expérience N°1 : avec une bouteille de lait

Tu commences par chercher une bouteille de lait vide munie de son bouchon. Comme tu peux le constater le plastique de cette boutique est plutôt rigide et difficile à déformer.

Mais grâce à notre expérience, tu vas parvenir à déformer facilement ta bouteille et en plus, la déformation va rester en place.

Tu la remplis ensuite d’eau (environ la moitié de la bouteille). Puis tu la places dans une casserole remplie d’eau elle-aussi et tu fais chauffer le tout (c’est ce qu’on appelle un bain marie).

L’eau de ta casserole va chauffer puis bouillir (formation de bulles de vapeur) et chauffer en même temps la bouteille de lait et l’eau qu’elle contient.

Poursuis l’ébullition pendant quelques minutes puis remet le bouchon sur ta bouteille de lait (attention de ne pas te brûler ; nous te conseillons d’utiliser un gant).

Tu peux alors retirer ta bouteille de la casserole (toujours avec un gant)  et la poser sur une table. Il ne te reste plus qu’à observer.

Que remarques-tu ?

La bouteille se déforme petit à petit : elle arrive même à devenir toute mince.

Que s’est-il passé ?

Lorsque tu as chauffé la bouteille de lait, une partie de l’eau qu’elle contenait s’est transformée en vapeur et a donc chassé l’air qu’elle contenait.

Par contre, pendant le refroidissement, comme tu l’as fermée avec le bouchon, l’air ne peut pas y entrer. Or la vapeur de la bouteille se condense : l’eau redevient liquide; occupe un espace beaucoup plus petit et cela fait chuter la pression à l’intérieur. C’est la pression extérieure (la pression atmosphérique) qui est plus forte ce qui écrase la bouteille.

Si tu veux accentuer le phénomène, tu peux plonger la bouteille sous un filet d’eau froide. Tu vas alors voir la bouteille mincir encore davantage. L’eau froide a encore accentué le phénomène de condensation dans la bouteille et la pression à l’intérieur a encore plus chuté : d’où cette intense déformation.

Expérience N°2 : avec une bouteille en verre et un ballon

Dans cette expérience, nous te demandons particulièrement de la vigilance, en t’éloignant un peu dès que tu l’auras commencée.

Tu as besoin d’un ballon en caoutchouc, d’une petit bouteille en verre (ou autre récipient en verre) et d’une casserole.
Tu remplis la bouteille d’eau (au 3/4 environ) et tu places le ballon sur le goulot. Tu disposes l’ensemble dans une casserole (avec ou sans eau) et tu chauffes.

L’eau de ta bouteille va chauffer rapidement puis se mettre à bouillir : on dit aussi qu’elle se vaporise. Au départ tu peux observer de minuscules bulles qui apparaissent sur les parois du récipient. Tu verras ensuite de la buée sur le haut de la bouteille.

Ensuite, tu peux observer ton ballon qui se gonfle, très rapidement dès que le liquide bout.

Attention, c’est là qu’il faut te reculer car le caoutchouc du ballon chauffé devient vite très fragile et il éclate d’un coup.

Expérience N°3 : avec une balle de ping-pong

Tu as sûrement fait l’expérience d’avoir une balle de ping-pong toute écrasée.  Malheureusement, tu n’en a pas d’autre sous la main. Alors que faire ?
Que s’est-il passé ?
Sous l’effet de la chaleur, l’air contenu dans la balle de ping-pong s’est échauffé lui-aussi. Les molécules qui le constituent se sont agitées de plus en plus, et ont pris plus de place. C’est la dilatation de l’air qui a poussé les parois de la balle. Elle a donc repris sa forme initiale.

Attention cependant car si tu chauffes trop, la balle dépasse les dimensions normales.

Pour réfléchir encore un peu aux histoires de pression et de vaporisation dans la cuisine
Maintenant que tu as compris que la pression dans une enceinte pouvait être modifiée par un échauffement et un changement d’état, nous allons te proposer des applications de ces phénomènes dans certaines technologies, des recettes de cuisine ou encore de phénomènes naturels !

Un charmant programme qui t’attend ici-même dans un prochain épisode.

Auteur : Pascale Baugé – Le Monde et Nous
Illustrations : Stefcomics

On te donne rendez-vous également très prochainement dans un « épisode spécial éclipse ».