Escale 4 : Est ce que les nuages ont une significationparticulière ?
L’évaporation
L’eau existe sous trois états physiques : liquide, gaz, solide.
L’évaporation correspond à un changement d’état physique de l’eau. Sous l’action de la chaleur, l’eau sous forme liquide se transforme en un gaz invisible appelé la vapeur d’eau.
- Durée de l'expérience :
- 2 jours
- Matériel :
- Un gobelet en plastique
- De l’eau du robinet
- Du sel
- Un feutre
- Protocole :
- Remplir le gobelet avec de l’eau du robinet
- Ajouter du sel
- Faire un trait au feutre sur le gobelet pour indiquer le niveau d’eau
- Observer la variation du niveau
- Observation :
- Au bout de deux jours, on note que le niveau d’eau a baissé dans le gobelet.
L’eau sous forme liquide contenue dans le gobelet a changé d’état physique sous l’effet de la chaleur. Elle s’est évaporée et s’est transformée en eau sous forme de gaz invisible appelé la vapeur d’eau.
Si on poursuit l’opération jusqu’à l’évaporation complète de l’eau salée, on observe les cristaux de sel au fond du gobelet (seule l’eau s’évapore).
Le processus d’évaporation peut être accélérer en plaçant le gobelet à proximité d’une source de chaleur.
L’évapotranspiration
L’eau existe sous trois états physiques : liquide, gaz, solide.
Sous l’action du rayonnement solaire, les plantes transpirent. L’évapotranspiration correspond à l’évaporation de l’eau liquide contenue dans les plantes. L’eau sous forme liquide s’évapore et se transforme en vapeur d’eau.
- Durée de l'expérience :
- 10 minutes
- Matériel :
- Une plante
- Un sac en plastique transparent
- Une source de chaleur
- Protocole :
- Mettre la plante dans le sac en plastique transparent
- Placer l’ensemble à proximité d’une source de chaleur
- Observer
- Observation :
- Au bout de quelques minutes, on observe que des gouttelettes se déposent à l’intérieur du sachet. Elles correspondent à l’eau sous forme liquide qui était contenu dans la plante. Sous l’action de la chaleur, l’eau s’est évaporée puis condensée sur les parois du sachet.
Les noyaux de condensation
L’eau existe sous trois états physiques : liquide, gaz, solide.
La condensation ne peut se produire, qu’en présence de microparticules solides dans l'atmosphère. Ces particules servent de support à cette condensation. On les appelle noyaux de condensation. Dans la plupart des cas, se sont des cristaux de sel marin (embruns). On trouve aussi des poussières, du sable, des résidus de combustion.
- Durée de l'expérience :
- 5 minutes
- Matériel :
- Une lampe torche
- Une pièce sombre
- Protocole :
- Aller dans une pièce sombre
- Allumer la lampe
- Observer
- Observation :
- Quand on allume la lampe, on observe des particules en suspension dans l’air. Ces particules, appelées noyaux de condensation, servent de support pour la condensation de la vapeur d’eau.
Les nuages
Le refroidissement est la cause principale de la formation des nuages.
Les nuages sont composés de divers éléments : de l’air sec, de la vapeur d’eau saturante, de l’eau sous forme liquide et (ou) solide, des particules solides.
Ils résultent de la condensation de la vapeur d’eau contenue dans l’air autour de particules solides appelées noyaux de condensation.
- Durée de l'expérience :
- 10 minutes
- Matériel :
- Une casserole
- De l’eau du robinet
- Une plaque chauffante
- Protocole :
- Mettre la casserole remplie d’eau sur la plaque chauffante
- Porter l’eau à ébullition (100°C)
- Observer
- Observation :
- La fumée qui s’élève au dessus de la casserole correspond à un nuage. L’eau contenue dans la casserole s’est évaporée sous l’action de la chaleur. La vapeur d’eau (100°C) s’élève à l’intérieur de la casserole. Quand elle dépasse le haut de la casserole (où elle était maintenue à une température de 100°C), elle se refroidit rapidement par contact avec l’air ambiant (environ à 25°C dans la cuisine) et se condense autour des particules solides en suspension dans l’air.
Le cycle de l’eau
Le cycle de l’eau est composé de différentes étapes : l’évaporation et l’évapotranspiration, la condensation, les précipitations, le ruissellement, l’infiltration.
- Durée de l'expérience :
- 10 minutes
- Matériel :
- Une casserole
- De l’eau du robinet
- Une plaque chauffante
- Du sel
- Un couvercle
- Protocole :
- Mettre de l’eau et du sel dans la casserole
- Goûter le mélange obtenu
- Poser la casserole sur la plaque chauffante
- Poser le couvercle sur la casserole sans la recouvrir entièrement
- Porter à ébullition
- Observer
- Enlever le couvercle et le retourner
- Observer
- Goûter le liquide déposé sur la face intérieure du couvercle
- Observation :
- Au bout de quelques minutes, on observe de la fumée blanche qui s’élève au dessus de la casserole. Cette fumée est un nuage formé par la condensation de la vapeur d’eau. Quand on retire le couvercle, on s’aperçoit que la face intérieure est tapissée de gouttelettes d’eau. En goutant l’eau, on se rend compte qu’elle est douce, alors qu’au départ on a dissous du sel dans l’eau. Seule l’eau s’évapore, le sel reste dans la casserole. Si on poursuit l’expérience jusqu’à évaporation complète de l’eau sous forme liquide, on observe que les cristaux de sel au fond de la casserole.
