Il s'agit d'un modèle de démonstration pour expliquer pourquoi un jet d'eau est attiré par un ballon chargé (ou similaire). Les étudiants peuvent essayer de trouver la réponse eux-mêmes en faisant glisser les charges.

Le flux rectiligne (a) est utilisé pour obtenir un état initial sans ballon chargé à proximité ; les ions chargés sont uniformément répartis.

Quand le ballon (ici chargé négativement) est proche, une induction électrostatique se produit, les ions positifs sont attirés, les négatifs sont repoussés, et la section de courant chargée positivement se courbe vers la charge négative (b).

Si vous essayez la même chose avec un flux de gouttes séparées, les charges ne peuvent pas se séparer aussi loin. Les charges négatives à l'arrière sont presque aussi fortement repoussées que l'avant de la goutte chargée positivement est attirée (note que les tailles du ballon et des gouttes ne sont pas du tout à l'échelle, donc le champ électrique du ballon est beaucoup moins inhomogène et les deux forces sont très proches dans la réalité)

En attendant, j'ai ajouté un disque/pièce de charge plus grand pour représenter la paille/le ballon au lieu du disque gris avec 3 charges à l'intérieur montré dans l'image.

Impression :

Hauteur de couche de 0,2 mm. Les ions sont censés subir un changement de couleur pour la couche la plus supérieure (MMU non requis).
Vous pouvez probablement placer deux ensembles de vapeurs d'eau et de gouttelettes sur une plaque en les mélangant un peu, en fonction de votre imprimante.

Notes sur l'effet :

• On enseigne souvent que la déviation du jet d'eau est due à la nature polaire des molécules d'eau - mais cette explication, même trouvée dans les manuels de chimie, est erronée. Vous pouvez essayer de la réfuter vous-même : utilisez un objet chargé relativement mince comme une paille en plastique et essayez de dévier un jet de gouttes distinctes au lieu d'un jet continu (assurez-vous de tenir la paille assez bas en dess
• Cela s'applique même à l'eau distillée/pure, car même celle-ci contient des ions (auto-ionisation de l'eau, H+/H3O+ et OH-, 10^-7 moles/litre) et a donc une conductivité très faible, mais non nulle, suffisante pour déplacer la quantité infime de charges nécessaires à l'effet.
• Voici un article scientifique sur ce sujet : Ziaei-Moayyed, M. ; Goodman, E. ; Williams, P. : "La déviation électrique des flux de liquides polaires : une démonstration mal comprise", J. Chem. Educ. 2000, 77 (11), 1520, https://doi.org/10.1021/ed077p1520
• Comme l'article complet n'est pas disponible au public (mais vous pourrez peut-être le trouver en cherchant sur Internet), en voici un extrait.Vidéo par Veritasium.À 3h47.

Des notes d'un enseignant qui a utilisé ce modèle pour permettre aux étudiants de découvrir l'explication :

• Les étudiants ont travaillé en petits groupes de 3 à 4 personnes.
• Il a été établi dans les leçons précédentes (à plusieurs reprises) que l'eau est conductrice.
• L'induction électrostatique avait également déjà été abordée en utilisant l'exemple des métaux.
• Certains groupes n'ont pas séparé les ions au début et ont eu besoin d'un peu d'aide.
• Dans la discussion qui a suivi, les étudiants ont eux-mêmes soulevé la question que le flux d'eau s'écoule vers le bas et transporte également des ions négatifs. Cependant, les ions positifs attirés resteront plus longtemps près du ballon/de la paille chargés négativement, etc. que les ions négatifs repoussés, de sorte que la section proche de celui-ci reste chargée positivement et est donc attirée.
• Les étudiants peuvent ensuite généralement expliquer ce qui se passe dans le cas d'un objet chargé positivement près du courant d'eau.