Nuage sorti d'une bouteille

De Wikidebrouillard.

Sommaire

1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
- 3.1 La manipulation
- 3.2 Que voit-on ?
4 Explications
- 4.1 De manière simple
- 4.2 Allons plus loin dans l’explication
5 Liens avec d'autres expériences
- 5.1 Expériences sur Wikidébrouillard
- 5.2 Autres expériences
6 Applications : liens avec le quotidien
7 Catégories

Présentation de l'expérience

Est-il possible de créer un nuage grâce à une bouteille en plastique ?

Comment les nuages se forment-ils ?

Matériel

Une bouteille d’eau vide
Des allumettes
De l’eau

L'expérience

La manipulation

Verser de l’eau dans la bouteille, secouer la bouteille et vider l’eau. Ceci afin d’avoir des gouttelettes sur les parois.
Refermer rapidement la bouteille.
Comprimer le plus possible la bouteille.
Relâcher la bouteille et regarder ses parois.
Ouvrir la bouteille.
Appuyer doucement sur la bouteille.
Observer
Ouvrir la bouteille
Verser de l’eau dans la bouteille, secouer la bouteille et vider l’eau. Ceci afin d’avoir des gouttelettes sur les parois.
Craquer une allumette, l'éteindre et la jeter dans la bouteille puis fermer rapidement la bouteille.
Comprimer le plus possible la bouteille.
Relâcher la bouteille et regarder ses parois.
Ouvrir la bouteille.
Appuyer doucement sur la bouteille.
Observer

Que voit-on ?

Un nuage se forme à la sortie de la bouteille. En ajoutant l'allumette, on constate que le nuage obtenu est plus gros.

Explications

De manière simple

Quand on presse la bouteille, l'air qu'elle contient est comprimé. Cela le réchauffe un peu et une partie de l'eau liquide restée dans la bouteille se transforme alors en gaz invisible : de la vapeur d'eau. Quand on relâche la bouteille, on la décompresse ainsi que l'air et la vapeur d'eau qu'il contient. Cela refroidit. L'eau liquide qui s'était transformée en vapeur redevient liquide en formant des gouttelettes en suspension dans l'air. Ce sont ces gouttelettes qui constituent le nuage qui sort par le goulot de la bouteille quand on la presse à nouveau, bouchon ouvert.

Lorsque l'on craque une allumette avant de comprimer la bouteille, ce sont les micro-particules que la combustion de l'allumette laisse dans l'air qui permettent aux gouttes de s'accrocher et de former un nuage. C'est pourquoi le nuage est plus gros lors du second essai.

Allons plus loin dans l’explication

Le passage de l’eau de l’état gazeux (vapeur d’eau) à l’état liquide (gouttelettes d’eau) est appelé condensation. Ici la condensation est provoquée par le refroidissement de la vapeur d’eau, qui lui-même est provoqué par une diminution de pression (quand on relâche la bouteille).

La condensation ne peut se produire que si les particules d’eau peuvent tourner autour d’un support, qu’on appelle « noyau de condensation ». L’air atmosphérique contient toujours des particules en suspension, ce sont elles qui jouent le rôle de noyaux de condensation dans cette expérience.

Lorsqu’on place une allumette que l’on vient d’éteindre dans la bouteille, cela ajoute un grand nombre de particules dans l’air et offre un plus grand nombre de noyaux de condensation pour la formation de gouttelettes, d’où la création d’un plus gros nuage.

Liens avec d'autres expériences

Expériences sur Wikidébrouillard

Balade thématique sur la météo

Autres expériences

Sur le site meteo.education.fr Autres expériences sur les nuages qui mettent en évidence le rôle de la variation de pression atmosphérique dans la formation des nuages

Applications : liens avec le quotidien

Quand une masse d'air monte en altitude, elle rencontre une pression atmosphérique de plus en plus réduite car il y a de moins en moins d'air au-dessus d'elle. Elle se détend, se « décompresse », et se refroidit par la même occasion. Si cette masse d'air était humide au début de son ascension, en se refroidissant elle va rejeter une partie de sa vapeur d'eau qui va se rassembler en... nuage ! C'est ainsi que se forment la plupart des nuages de pluie.