Le nuvole

Quest'esperienza, proposta durante un incontro del piano ISS di Udine, permette di riflettere su un aspetto fondamentale della meteorologia, la formazione delle nuvole.

Il materiale per il laboratorio è facilmente reperibile:

una lampada abbastanza potente da fornire il calore necessario alla simulazione;

un contenitore da riempire d'acqua per simulare il mare;

un piano in plexiglass per coprire il contenitore;

un bicchiere per contenere il ghiaccio;

una roccia per simulare una montagna.

Si riempie il contenitore d'acqua e ad una estremità posiziono la roccia. Copro il contenitore con il piano in plexiglass e, in prossimità della roccia, posiziono il bicchiere con all'interno il ghiaccio. Infine, avvicino la fonte di calore al sistema, posizionando la lampada dalla parte opposta della roccia.

La lampada, scaldando il sistema, provoca l'evaporazione dell'acqua. Il ghiaccio messo sopra la roccia, al solo scopo di simulare una temperatura in quota più bassa, provoca la condensazione del vapore (circa 5 minuti dall'accensione della lampada). Per vedere le goccioline d'acqua bisogna solamente attendere (circa 30 minuti).

Togliendo il plexiglass si nota che la condensa si è formata all'interno del sistema.

La stessa preparazione dell'esperienza può risultare utile per iniziare alcune discussioni: perché posizionare il ghiaccio sopra la roccia?; quanto bisogna attendere prima di vedere un'apprezzabile condensa?; dove si formerà la condensa?; è necessario chiudere bene il sistema?.

Durante l'esperimento gli studenti cominciano a capire cosa sta accadendo all'interno del sistema ed iniziano a formulare ipotesi.
Ciò che incuriosisce maggiormente i ragazzi, è quando notano che la condensa è solamente all'interno del coperchio, mentre la parte esterna resta completamente asciutta.

Finita l'esperienza si apre alla discussione. Gli studenti capiscono che la fonte di calore (sole) ha provocato l'evaporazione, ma cosa più importante, capiscono che una diminuzione di temperatura (ghiaccio) provoca la condensazione del vapore. Quindi, in quota, dove la temperatura è più bassa, ci dev'essere una zona nella quale il vapore condensa... formando le nuvole.

Sconsiglio di attendere per oltre 30 minuti al solo scopo di vedere le goccioline, perché penso che l'efficacia della simulazione sia data anche dalla rapidità con la quale si ottengono i risultati.

Consigli: mettere un paraluce che eviti al calore di raggiungere il ghiaccio; utilizzare l'acqua a temperatura ambiente, più calda provoco un'istantanea condensa su tutto il sistema, troppo fredda aumenterebbe i tempi per la condensazione sotto il ghiaccio.