Comment ça marche
La densité est la mesure de la quantité de « choses » emballées dans un espace mesuré. C’est ainsi que nous obtenons l’équation de la densité: Densité = Masse (la substance) ÷ Volume (un espace mesuré). Presque toutes les substances et matériaux imaginables ont une densité différente. Cela est particulièrement vrai pour les six solutions que vous avez faites avec du sucre et de l’eau.
En augmentant la quantité de sucre dans la solution tout en maintenant la quantité d’eau constante, vous créez des solutions qui ont des densités croissantes. Plus il y a de sucre mélangé à une quantité mesurée d’eau, plus la densité du mélange est élevée. Comme le révèle l’arc-en-ciel de sucre, une solution à faible densité s’empile sur un mélange à haute densité.
Ainsi, la densité explique pourquoi les solutions s’empilent les unes sur les autres à l’intérieur de la paille, mais qu’est-ce qui maintient les solutions dans la paille? Vous pouvez vous attendre à ce qu’ils se déversent simplement de la paille lorsque vous soulevez la paille d’une solution. Cependant, grâce à la cohésion (des molécules similaires s’attirant les unes les autres) et à l’adhérence (des molécules différentes s’attirant les unes les autres), il existe une tension superficielle scellant l’eau au fond de la paille. La tension superficielle est assez forte pour aider à maintenir les solutions dans la paille… tant que la pression d’air à l’intérieur de la paille est inférieure à la pression d’air à l’extérieur de la paille. La gravité tire les solutions vers le bas, ce qui crée un léger vide dans la partie vide de la paille. Cela abaisse la pression de l’air à l’intérieur de la paille, c’est pourquoi vous avez besoin de votre pouce pour coiffer la paille. Cela empêche la pression de l’air de s’égaliser à l’intérieur de la paille. Retirez votre pouce, la pression de l’air s’égalise et la gravité déplace simplement les solutions colorées.
Allez plus loin
Utilisez une badigeonneuse de dinde en remplacement de la paille pour superposer lentement les solutions de sucre colorées dans un verre plus grand pour créer un arc-en-ciel encore plus grand. Tenez la pointe de la badigeonneuse contre le côté du récipient près de la surface du liquide déjà dans le verre. Pressez doucement la badigeonneuse pour que l’eau coule lentement sur le côté du récipient, puis sur la couche précédente. Si vous essayez de le précipiter, les couches se mélangeront simplement. Rincez la badigeonneuse entre chaque couche. Déplacez la baster vers le haut sur le côté du verre au besoin afin qu’elle ne touche pas la surface de la solution. Superposer toutes les solutions de sucre de la même manière. Cela peut être difficile à faire, mais cela en vaut la peine lorsque vous avez terminé. Prenez des photos !
Fait amusant
Un changement spectaculaire de la densité de l’eau salée peut être expérimenté dans la vie réelle. Alors que les humains flottent (en quelque sorte) dans un océan, ils flottent vraiment dans des plans d’eau comme le Grand Lac salé de l’Utah et la Mer Morte en Israël et en Cisjordanie. Ils sont tellement salés qu’il est presque impossible de s’y enfoncer! Assurez-vous simplement de bien rincer lorsque vous sortez.