Activité scientifique : La tête dans les nuages

On veut sortir dehors mais on doit restez chez nous. Tout va bien, on va fabriquer un dehors chez nous ! Cette activité vous permet de créer un nuage et d’expliquer aux enfants ce que c’est.
On veut sortir dehors mais on doit restez chez nous. Tout va bien, on va fabriquer un dehors chez nous ! Cette activité vous permet de créer un nuage et d’expliquer aux enfants ce que c’est.

Objectif de cette activité scientifique

Comprendre et explorer un phénomène naturel.

Pratico-pratique

Effectif : 1 adulte, 1 à 5 enfants Durée : 30 min à 1 heureTranche d’âge : à partir de 8 ansLieux : chez soi
Matériel :
Un grand bocal qui ferme
De l’eau bien chaude (Comme un thé prêt à être bu (60°C))
Des glaçons
Des allumettes
Un petit couvercle
Des ciseaux
Bonus : une lampe torche
Le matériel pour l'activité

Déroulement de l’activité

Consigne de sécurité

Attention aux chocs thermique (évitez de verser de l’eau brulante dans un bocal froid posé sur une surface froide, préférez un récipient pouvant aller au four). Trempez dans de l’eau les allumettes utilisées avant de les jeter dans une poubelle. Effectuez les manipulations que vous jugez dangereux à la place de votrevos enfant.s.

C’est parti pour les nuages

Ouvrez le grand bocal. Commencez par verser l’eau chaude dans le fond du bocal (2 cm), placez le petit couvercle sur l’eau chaude pour qu’il flotte. Placez les glaçons sur le couvercle du grand bocal. Allumez une allumette et placez la allumée sur le couvercle qui flotte à l’aide des ciseaux. Refermez le grand bocal avec le couvercle et les glaçons. La flamme va s’éteindre par manque d’oxygène et on va voir apparaître le nuage progressivement. On peut utiliser la lampe torche pour éclairer le nuage afin de mieux le voir. Vous pouvez toucher le nuage pour constater qu’il est tiède (en comparaison avec l’eau sortant d’une bouilloire (ne pas toucher la vapeur d’eau de la bouilloire bien sûr)).
Le résultat !

Explication

C’est quoi un nuage ? Un nuage c’est de la vapeur d’eau qui se condense. Les notions importantes à comprendre pour pouvoir comprendre l’expérience sont les différents états de la matière et le phénomène de condensation.

Les états de la matière

On peut distinguer quatre états de la matière : solide, liquide, gaz et plasma. On n’utilisera que les trois premiers pour expliquer cette expérience. L’eau est une matière qui, sur terre et dans l’atmosphère basse, prend soit un aspect solide, soit un aspect liquide ou soit un aspect gazeux. Dans le cas de notre expérience nous avons de l’eau liquide au fond du bocal, de l’eau gazeuse dans le reste du bocal et de l’eau solide sur le bocal. A ce moment-là, l’eau gazeuse est incolore (ou invisible).
On peut déjà observer deux phénomènes :
La condensation de la vapeur d’eau sur le bord du bocal (à essuyer pour mieux voir le nuage)
La fusion des glaçons sur le couvercle
Explication des nuages

La condensation

La condensation (ou liquéfaction) est le passage de l’eau de l’état gazeux à l’état liquide. Elle se produit lorsque la vapeur d’eau est en contacte avec une surface froide. C’est donc bien le cas avec le bord du couvercle. On voit donc de la buée mais pas encore un nuage. Pour que la vapeur d’eau se condense dans le bocal, il va nous falloir des particules sur lesquelles les molécules d’eau vont pouvoir « s’accrocher ». Pour cela on va utiliser les particules émises par la combustion de l’allumette.

Aller plus loin !

On a fait un nuage mais de quel type ? On peut distinguer deux grandes familles de nuages. Les nuages issus d’une masse d’air stable et ceux issus d’un phénomène de convection. Le premier cas est le plus simple, c’est le déplacement d’un gros volume d’air amenant de grosses couches de nuages. C’est ce que l’on voit lorsque l’on regarde la météo. Ces grands nuages sont appelés stratus.
Masse d'air
Le phénomène de convection arrive lorsqu’un liquide cherche à homogénéifier sa température. L’air chaud monte et l’air froid descend créant ainsi des boucles. Ces nuages se déclenchent abruptement et localement. Ce sont les cumulus, les plus gros d’entre eux sont à l’origine des orages.

Question !

Observez votre nuage et identifiez quel nuage vous avez créé. Un stratus ou un cumulus ?
Réponse : un cumulus