La Convection thermique :

Si vous avez déjà eu l’occasion d’observer la cuisson du riz, vous avez constaté que le liquide est mis en mouvement : dans le fond de la casserole l’eau plus chaude est moins dense et s’élève vers la surface emportant avec elle, les grains de riz. C’est la convection thermique.

Problématiques :

La gravité influence-t-elle la convection thermique ?

Hypothèse :

Nous estimons qu’en micropesanteur, la vitesse de déplacement des particules en suspension soit plus faible.

Observations attendues :

Nous nous attendons à observer une variation de la vitesse de convection en fonction de la valeur de la gravité.

Matériel :

Tube de convection étanche
Compresse refroidissante
Film chauffant
Eau (150-200 ml)
Poudre de charbon

Protocole :

Remplir le tube avec l’eau et les paillettes en suspension et fermer le dispositif de manière étanche
Placer le film chauffant à une des extrémités au bas du tube.
Placer ensuite la cellule Peltier et son ventilateur à l’opposé du film chauffant.
Observer le mouvement de convection des particules et du fluide.

But de l’expérience :

La convection thermique est à l’origine de la plupart des phénomènes météorologiques sur Terre : les courants marins, les vents, les orages…

Cette expérience permet de modéliser une convection thermique dans des conditions de gravité différentes, comme sur des planètes beaucoup plus massive que la Terre telle que Jupiter ou Saturne ou au contraire sur des corps peu massifs possédant une faible gravité.

Mouvement de l'atmosphère de Jupiter (depuis Voyager 1).