Profitez de la grande différence de conductivité thermique entre le cuivre et l'acier inoxydable ( environ 400 $ $ et 16 $ $ $ \ mathrm {Wm ^ {- 1} K ^ {- 1}} $ respectivement) . Si vous mettez une extrémité d'une tige métallique en contact avec un objet maintenu à une température élevée ou basse constante $ T_C $ , vous vous attendez à ce que l'autre extrémité s'approche asymptotiquement de cette température comme:

$$ T (t) \ sim T_C + A e ^ {- \ lambda t} $$

où

$$ \ lambda = \ frac {k} {\ rho c_p L ^ 2} $$

où $ k $ est la conductivité thermique, $ \ rho $ est la masse volumique, $ c_p $ est la capacité thermique spécifique et $ L $ est la longueur de la tige métallique.

En supposant que la paille mesure environ $ 0,1 $ m de long, vous devriez obtenir des valeurs $ \ lambda $ de environ $ 0,011 $ $ \ mathrm {s ^ {- 1}} $ pour le cuivre et environ $ 0,0004 $ $ \ mathrm {s ^ {- 1}} $ pour l'acier inoxydable.

Une expérience simple consisterait à mettre une extrémité de votre paille en contact avec un récipient d'eau glacée, ou peut-être une casserole d'eau bouillante, pendant que vous mesurez et enregistrez soigneusement la température à l'autre extrémité en fonction du temps . (Si la paille est plus longue que 0,1 $ m, plongez la longueur supplémentaire de la paille dans l'eau.) La meilleure chose serait si vous aviez une sorte de thermomètre numérique cela vous permet d'enregistrer des données, mais cela pourrait probablement aussi être fait avec un thermomètre analogique, une horloge et un ordinateur portable. Après avoir pris les mesures, il devrait être relativement facile de déterminer les conditions météorologiques, la différence de température diminue avec une demi-vie d'une minute ou d'une demi-heure.

Il existe de nombreuses sources d'erreur potentielles dans une expérience simple comme celle-ci, mais comme la différence entre le cuivre et l'acier inoxydable est supérieure à un ordre de grandeur, il devrait être relativement facile de les distinguer malgré ces erreurs. L'expérience pourrait également être menée pour d'autres tiges dont on sait qu'elles sont en cuivre ou en acier inoxydable (ou en un autre métal), pour valider que l'expérience donne approximativement le résultat attendu pour elles.

Pourquoi pas la densité? Au moins pour une vérification rapide et comme pour la question du titre. Vous avez affaire à environ < 8 et 9 g par cm cube, respectivement pour l'acier et le cuivre.

Pas trop laborieux et surtout non destructif du tout.

Pour mesurer le volume, vous pouvez immerger l'objet dans le récipient étroit de votre cuisine. Si ce n'est pas gradué, marquez simplement le déplacement. Idem avec un gradué pour une meilleure précision. Recueillez ce volume d'eau et passez à une balance de cuisine. Quant à vous pouvez également pondérer l'objet, la partie expérimentale est terminée.

Notez également que comme il s'agit d'une paille, il pourrait également être possible de mesurer l'épaisseur du mur. Vous calculez donc le volume. Un pied à coulisse peut être rare à la maison (d'ailleurs j'en ai un) mais cela reste une possibilité. Le diamètre intérieur est alors mesuré par des fils passant / non passant. Cela peut être fastidieux.

En effet, une paille complique la procédure car son volume ramène les choses à une dizaine de grammes.

Voir également le commentaire d'Andrew Morton ci-dessous. Ayant une échelle diététique et utilisant son astuce, il a en effet identifié la nature d'une paille .

Et les courants de Foucault?Si vous avez une paire d'aimants puissants en néodyme (n'est-ce pas tout le monde?), Déplacez la paille entre deux aimants avec leurs pôles opposés.Le cuivre / aluminium aura une forte interaction et vous ressentirez une sorte de résistance ou de tiraillement (un peu comme le faire passer à travers un fluide épais).L'acier inoxydable ne produira pas un tel effet.

Clause de non-responsabilité: J'ai mené cette expérience avec des limaces / rondelles solides en cuivre, aluminium, nickel, acier chromé et acier inoxydable n ° 316 dans notre boutique.Je n'ai pas testé avec des cylindres creux comme une paille.

Pour voir si la paille est en acier inoxydable avec un revêtement de couleur cuivre, vous pouvez soigneusement poncer ou limer un peu de matériau au bout de la paille et voir si elle est ou non de couleur cuivre sur toute son épaisseur.

Pour voir si la paille est vraiment en cuivre, plongez-en une extrémité dans une solution bouillante de 1/4 tasse de vinaigre blanc et 1 cuillère à café de sel.Ce mélange est couramment utilisé pour éliminer la ternissure des objets en cuivre et rendra rapidement l'extrémité de la paille très brillante et brillante.L'acier inoxydable ne sera pas affecté (c'est-à-dire non éclairci) par cela.

Vous pouvez mesurer la tension en immergeant l'échantillon comme électrode dans du jus de citron ou de l'eau salée et utiliser de l'acier connu ou du cuivre connu comme l'autre électrode d'une cellule galvanique.Mieux vaut utiliser du cuivre pur comme autre électrode, car différents aciers ont des propriétés électrochimiques différentes.Une certaine incertitude, si vous n'avez pas seulement de l'acier avec le même potentiel d'électrode que le cuivre, peut subsister.

Voici une idée (ce n'est pas mon domaine cependant): pensez à utiliser la différence de fréquence de résonance. Cela dépend de la longueur ( $ L $ ), du module de Young ( $ E $ ), de la masse par longueur ( $ M / L $ , nécessite une masse de paille, probablement trouvée chez le fabricant ou utilisez par exemple une balance alimentaire) et un deuxième moment d'inertie ( $ I $ , moment surfacique, unique à la géométrie, un tube de diamètre intérieur et extérieur connu peut être calculé). Le cuivre a $ E = 36 \ fois 10 ^ 6 $ PSI, l'acier inoxydable (selon Engineering Toolbox) a $ E = 26 \ fois 10 ^ 6 $ PSI.

Pour un tube de diamètre intérieur ID et de diamètre extérieur OD, le deuxième moment est $$ I = \ frac {\ pi (OD ^ 4 - ID ^ 4)} {64} $$ Notez que ce sont des quatrièmes puissances du diamètre intérieur et extérieur.

Pour $ E $ en PSI (livre-force par pouce carré), $ L $ en pouces ( $ \ text {in} $ ), $ I $ dans $ \ text {dans} ^ 4 $ et $ M $ dans $ \ text { lbm} $ (livre-masse), pour une paille simplement soutenue (note: la longueur est la longueur du support au support), nous pouvons calculer la fréquence de résonance par ( source): $$ f = \ frac {\ pi} {2 L ^ 2} \ sqrt {\ frac {EI} {M / L}} $$ Où $ f $ est la fréquence dans $ \ text {Hz} $ .

Le défi peut être de soutenir correctement le tube, peut-être de fixer les extrémités à l'intérieur, ou avec du fil d'acier (ou des trombones). La fréquence de résonance peut (espérons-le) être mesurée par votre téléphone, avec un analyseur de spectre audio.

Prenons l'exemple de cette paille d'Amazon. $ OD = 0,3125 \ text {in} $ , supposons que $ ID = 0,3 \ text {in} $ à titre d'exemple, $ L = 8.5 \ text {in} $ , et laissez $ M = 0.01 \ text {lbm} $ (poids net du produit, je ne sais pas quel emballage il a).Il est fait d'acier de qualité alimentaire (qualité 18/10, 303) avec $ E = 27-29 \ times 10 ^ 6 \ text {PSI} $ .Le deuxième moment est calculé comme étant $ I = 0,00017 \ text {in} ^ 4 $ .En supposant que la paille soit idéalement soutenue, la paille en acier inoxydable aurait une fréquence de résonance autour de 43-44 $ \ text {Hz} $ , tandis qu'une paille de cuivre aurait une fréquence de résonanced'environ $ 49 \ text {Hz} $ , en supposant que je n'ai pas fait d'erreur dans mes calculs.

Le cuivre est beaucoup plus malléable et ductile que l'acier inoxydable, donc un test très simple mais peut-être destructeur serait d'essayer de plier la paille avec vos doigts.

Une paille en acier cuivré aura toujours la force de l'acier.Une paille de cuivre solide serait beaucoup plus douce et facilement pliée.

À titre de comparaison, essayez de plier un trombone, puis essayez de plier un morceau de fil de cuivre de la même épaisseur que le trombone.La différence est très perceptible.

Touchez-le avec un aimant.L'acier est magnétique.Le cuivre ne l'est pas.

Goûtez-le, le cuivre et l'acier inoxydable n'ont rien de tel.

Je suis surpris que personne n'ait mentionné la dureté, car c'est ce que les métallurgistes et les machinistes utiliseraient.Fondamentalement, vous pouvez acheter des ensembles de fichiers constitués de différentes qualités de dureté métallique connue.Si la lime égratigne le métal, le métal est plus doux que la lime.Si la lime ne frotte pas le métal, au lieu de cela, le métal lisse la lime, le métal est plus dur que la lime.Vous travaillez du fichier le plus dur de l'ensemble au plus doux, jusqu'à ce que vous ne voyiez plus de rayures, et le bingo, qui vous donne la dureté du métal, avec un certain degré de précision.

Cela dit, l'acier est généralement tellement plus dur que le cuivre, qu'il devrait être incroyablement évident d'utiliser N'IMPORTE QUELLE lime en acier, que vous ayez du mal à couper l'acier ou à mâcher du cuivre.Le cuivre est si doux que vous pouvez généralement le mordre et laisser une marque, bien que ce ne soit pas recommandé.Utilisez un fichier pour mordre à votre place.