Sciencellerie : les Différents États de l’Eau

L’eau est une ressource magique, qui se transforme. Liquide, solide, gazeuse, elle est essentielle pour l’Homme. Mais comment expliquer à votre enfant les différents états de l’eau ? Voici plusieurs expériences de sciencellerie à exécuter ensemble qui vous y aideront. Vous-même vous savez qu’un jeune esprit assimile mieux la théorie en la mettant en pratique par lui-même. Albert Einstein a écrit : « La science s’acquiert par l’expérience, tout le reste n’est que de l’information. ». Alors, pas d’inquiétude, l’équipe En Cavale vous propose des manipulations faciles à réaliser. À vos chaudrons !

L’eau à l’état liquide

Les différents états de l’eau sont au nombre de 3. Dans le cycle de l’eau sur la terre, celle-ci est représentée sous la forme liquide par les mers et les océans. À l’occasion du repas, servez-lui un verre d’eau. Puis attirez son attention dessus. Demandez-lui de décrire l’eau avec ses 5 sens.

Pour cette première expérience, votre enfant et vous allez vous prendre pour Zeus, et recréer le phénomène de la pluie. Pour la démonstration, il vous faudra comme matériel :

• un récipient en verre (mug, saladier, etc.) ;
• de l’eau très chaude, voire bouillante ;
• du film transparent ;
• et quelques glaçons.

Les étapes sont les suivantes :

1. Versez l’eau brûlante dans votre récipient : à ce moment-là, faites remarquer à votre petit scientifique que de la vapeur se dégage de l’eau et s’élève.
2. Recouvrez aussitôt le contenant d’un film transparent : ce stratagème bloque la vapeur.
3. Déposez sur ce couvercle transparent quelques cubes de glace : ces derniers vont refroidir le film plastique sur lequel des gouttelettes d’eau vont se former.
4. Regardez la pluie tomber : ce phénomène s’appelle la condensation.

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L’eau à l’état solide

L’eau peut également prendre une forme solide. Dans la vie quotidienne, votre enfant la croise sous l’apparence de cristaux de neige, de glaçons, de stalactites ou stalagmites, etc. C’est l’étape de la solidification qui se produit lorsque la température est inférieure à 0 °C.

Voici trois manipulations toutes simples : 

1. Remplissez un verre d’eau et ajoutez-y des cubes de glace. Faites quelques constatations avec votre petit sciencelleur comme le fait que les glaçons soient plus légers que l’eau, puisqu’ils flottent. 
2. Sur deux assiettes, posez un glaçon. Sur l’un d’eux, saupoudrez une cuillère à café de sel. Observez. Le glaçon avec du sel fond plus rapidement que l’autre. Ce phénomène s’appelle la fusion. 
3. En remplissant le bac à glaçons, vous avez déjà dû remarquer que la glace prend plus de place que l’eau. Si vous versez d’eau presque à ras bord dans un verre, et que vous y ajoutez un glaçon, est-ce que l’eau va déborder lorsque celui-ci aura fondu ? La réponse est non, car l’eau de fonte occupera seulement la place de la partie du glaçon qui était immergée.

L’eau à l’état gazeux

L’eau, en plus de pouvoir se solidifier et fondre, peut également se transformer en gaz grâce à la chaleur. Dans l’océan, quand le soleil la réchauffe, cela provoque son évaporation. 

Voici une expérience basique pour produire de la vapeur :

• placez un petit miroir au réfrigérateur pendant environ 15 minutes ;
• sortez-le et soufflez dessus ;
• de la buée apparaît, c’est de la vapeur d’eau.

Dans le ciel, la vapeur se métamorphose en gouttelettes d’eau, ce phénomène se nomme la condensation. Cela forme alors un nuage. Pour cette nouvelle activité un peu plus difficile, votre enfant va, avec votre aide, mettre un nuage en bouteille. Vous aurez besoin pour cette démonstration de :

• une bouteille en plastique vide et propre, 
• une allumette, 
• un peu d’eau chaude.

Les étapes sont les suivantes :

1. remplissez la bouteille d’un tiers d’eau chaude ;
2. revissez le bouchon ;
3. agitez fortement la bouteille ;
4. enlevez le bouchon ;
5. craquez une allumette et lâchez-la dans la bouteille (geste à réaliser par l’adulte) ;
6. refermez rapidement la bouteille ;
7. appuyez sur la bouteille et secouez-la en comptant jusqu’à 20 ;
8. desserrez doucement et observez ce qui se passe ;
9. renouvelez la 8e étape et regardez attentivement.

Quand votre petit scientifique a compressé et agité la bouteille, de la vapeur s’est formée. En relâchant l’étreinte, elle est montée dans le récipient et s’est transformée en nuage. Des gouttelettes d’eau sont apparues. Lorsqu’il appuie de nouveau la bouteille, le nuage redevient vapeur, car la pression et la température à l’intérieur du contenant augmentent.

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Les différents états de l’eau

Pour résumer, l’eau à l’état liquide : la mer, par exemple, est chauffée par le soleil. Ayant atteint une certaine chaleur, elle s’élève sous forme gazeuse : la vapeur. Dans le ciel, elle refroidit légèrement et se condense en gouttelettes ou en cristaux de glace selon la température (neige, grêle). C’est sa nature solide. Avec votre enfant, vous pouvez vous amuser à reproduire le cycle de l’eau à la maison.

Vous aurez besoin pour réaliser cette activité de :

• un sachet en plastique transparent zippé ;
• un feutre indélébile ;
• un peu d’eau ;
• quelques gouttes de colorant alimentaire ;
• un morceau de ruban adhésif.

Voici les différentes phases à effectuer :

1. dessinez sur le sachet un décor (un soleil et un nuage par exemple) ;
2. versez l’eau dans un verre et diluez dedans quelques gouttes de colorant ;
3. transvaser l’eau teintée dans le sachet et fermez-le soigneusement ;
4. fixez votre œuvre sur une fenêtre ;
5. attendez que le soleil arrive : de la condensation va alors se former dans le sachet, puis des gouttelettes, vous n’aurez plus qu’à appuyer doucement sur le plastique pour faire tomber la pluie.

Maintenant, votre enfant sait tout sur les différents états de l’eau. Ces petites expériences plutôt faciles à réaliser sont plus efficaces que 1000 mots. Et votre scientifique se souviendra sûrement longtemps de ce moment que vous venez de passer ensemble. À moins que vous ne décidiez de plonger dans l’univers de la sciencellerie et d’expérimenter de plus belle.