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8 avril 2012 7 08 /04 /avril /2012 00:15

Allez voir le livre de Nicolas Constans.


 

Michael Faraday, ancien apprenti relieur est devenu un des plus célèbres physicien et chimiste anglais du XIXème siècle.

Toute sa vie il a gardé le goût de la manipulation concrète.

C'est ce qu'il entreprit de transmettre à un jeune auditoire en 1860; lors de six conférences consacrées à "la bougie".


Une flamme de bougie se compose de plusieurs couleurs. Mais pourquoi ?
Une flamme de bougie se compose de plusieurs couleurs. Mais pourquoi ? © Matthew Bowden - Wikipédia


Les différentes couleurs d'une flamme de bougie


Allumez une bougie et observez la flamme.

Il y a différentes couleurs ?

A peu près trois zones de couleurs différentes.

La plus vaste, en haut, est opaque, brillante, plutôt jaune-blanc mais tirant vers le jaune-orangé à son sommet.

À l’intérieur de celle-ci, la zone qui contient la mèche est quasi transparente et sombre.

Enfin, du bleu est visible au bas de la flamme.

 D’où viennent ces couleurs ?


Sur le bas de la flemme, on aperçoit une zone bleue.
Sur le bas de la flemme, on aperçoit une zone bleue. © J. Samuel Burner licence Creative Commons paternité 2.0 générique


L'expérience de la flamme au travers d'une passoire


 La grille près de la mèche


Maintenez la grille d’une passoire sur la flamme, près de la mèche.

Que constatez-vous ? 

La flamme ne traverse pas la grille.

De la fumée – blanche, d’odeur un peu piquante – est produite, alors que la flamme n’en émettait pas.

Laissez un moment la passoire près de la mèche, puis enlevez-la.

 Qu’y voyez-vous ?

De la cire de bougie s’est déposée en surface.

La fumée blanche est donc de la vapeur de cire.

En effet, la bougie est d’abord liquéfiée par la chaleur de la flamme, monte par capillarité dans la mèche, puis est évaporée.

La vapeur de cire obtenue brûle, c’est-à-dire réagit chimiquement avec l’oxygène  (donnant lieu, au total, à plusieurs milliers de réactions) ce qui libère de la chaleur, qui évapore la cire, et ainsi de suite.


 La grille dans le haut de la flamme


Placez maintenant la passoire dans la partie jaune-blanc de la flamme.

Que se passe-t-il ?

 La fumée est noire et monte droite, en un long tube.

 


En placant une grille sur le haut de la flamme, on observe que celle-ci ne traverse pas !
En placant une grille sur le haut de la flamme, on observe que celle-ci ne traverse pas ! © Dunod


En extérieur et sans l’enflammer, maintenez pendant quelques secondes un morceau de carton fort dans la flamme, d’abord un peu au-dessus de la mèche, puis vers le sommet.

Qu’observez-vous ?


La fumée noire laisse un dépôt qui s’enlève avec le doigt.

Sur le verso, le carton est roussi : quand il est près de la mèche, la tache décrit à peu près un cercle ; près du sommet, plutôt un disque.

Même chose pour le dépôt noir.

Cela correspond, dans les deux cas, aux régions du carton en contact avec la partie jaune-blanc de la flamme.

C’est là que la température est la plus haute, et que la majeure partie du dépôt noir se forme.

 


La fumée est noire et monte droite, en un long tube.
La fumée est noire et monte droite, en 
un long tube. © 

 


Cette zone est la plus chaude parce que la combustion y est la plus efficace.

En effet, c’est sur les bords de la flamme que se rencontrent l’oxygène et la vapeur de cire, qui réagissent.

La zone jaune-blanc n’est pas cependant restreinte à la périphérie : elle occupe toute la largeur de la flamme au niveau du sommet.

Car plus la vapeur de cire s’élève au-dessus de la mèche, plus l’oxygène a eu le temps de la consumer et donc de progresser vers l’axe de la flamme.

Voilà pourquoi celle-ci a une forme conique.


La suie et ses mystères


Le dépôt noir, ce sont des suies, boules de carbone d’environ un centième de micromètre de diamètre.

On connaît mal le détail de leur formation, mais on sait qu’une température de l’ordre de 1.500 °C et un excès de vapeur de bougie par rapport à l’oxygène sont nécessaires.

Ces conditions sont atteintes dans la zone jaune-blanc.

La couleur jaune vient de la combustion des suies, portées à incandescence : exactement comme un fer chauffé au rouge, elles émettent de la lumière plutôt blanche à 1 500 °C au centre de la zone, et plutôt orange au sommet de celle-ci, à 700 °C.

Si une bougie allumée ne fume pas, c’est parce qu’elle est "fabriquée" (formulée) de façon à ce que la totalité des suies soient brûlées dans la flamme.

La zone sombre, quant à elle, n’est pas lumineuse, car l’oxygène y arrive plus difficilement : la cire y brûle peu, et à une température assez faible pour qu’elle ne forme pas de suie.

 


Les bougies produisent de la suie, un dépôt noir. Pourquoi ?
Les bougies produisent de la suie, un dépôt noir. Pourquoi ? © Nevit Dilmen  licence Creative Commons paternité – partage à l’identique 

 


Le bas de la flamme n’est pas jaune : là non plus, il n’y a pas de production de suie.

En effet, à cet endroit, la vapeur de bougie n’est pas en excès par rapport à l’oxygène, car celui-ci y arrive en permanence par le mouvement de l’air environnant (l’air chauffé monte).

En outre, la zone est à 1.200 °C, trop peu pour former de la suie.

La couleur dominante est plutôt bleue.

Elle vient de la lumière émise lorsque deux paires d’atomes très instables – carbone-carbone et carbone-hydrogène, intervenant dans les réactions de combustion – se recombinent avec d’autres composés chimiques.


Matières à expériences


Coiffez un briquet d’une passoire.

Puis, appuyez sur le bouton pour en laisser s’échapper le gaz.

De l’autre côté de la grille de la passoire, allumez le jet de gaz.

Que constatez-vous ?

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Published by *Viviane* - dans GRANDES DECOUVERTES
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commentaires

LADY MARIANNE 08/04/2012 16:45


bonjour Viviane !
je me méfie des expériences qui datent de 1800 et avant- des trucages !!
maintenant aussi mais ils sont mieux démasqués -
bonne fin de journée - bisous !

kasimir 08/04/2012 09:00


géniale notre Viviane !


mille bisous pour toi !!!!!!!

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